KR101646014B1 - Digital hydraulic system - Google Patents

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KR101646014B1
KR101646014B1 KR1020117010233A KR20117010233A KR101646014B1 KR 101646014 B1 KR101646014 B1 KR 101646014B1 KR 1020117010233 A KR1020117010233 A KR 1020117010233A KR 20117010233 A KR20117010233 A KR 20117010233A KR 101646014 B1 KR101646014 B1 KR 101646014B1
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아리 시폴라
한누-페카 비타넨
마티 린자마
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노하이드로 오와이
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Abstract

상기 부하에 유효한 힘의 합 (Fcyl)을 생성할 수 있는, 적어도 하나의 액추에이터 (23) 또는 액추에이터 유니트; 변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 위치되는 적어도 하나의 작동 챔버들 (19, 20, 21, 22); 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia); 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia); 상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를 상기 작동 챔버들 (19, 20, 21, 22)중 적어도 하나에 차례로 결합할 수 있으며, 상기 작동 챔버들 (10, 20, 21, 22) 각각은 상기 작동 챔버에 결합될 충전 회로들 (HPi, HPia, LPi, LPia)의 압력에 대응하는 힘의 요소들 (FA, FB, FC, FD)을 생성할 수 있으며, 각 힘의 요소는 단독으로 또는 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트의 다른 작동 챔버들에 의해 생산된 힘의 요소들과 합동으로 상기 힘의 합들중 적어도 하나를 생성하는, 제어 회로 (40)를 구비하는 가압 매체 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 액추에이터 유니트는, 예를 들면, 선회 장치 또는 회전 장치이다. 상기 시스템은 제어 회로를 제어하기 위해 제어기를 사용한다.At least one actuator (23) or actuator unit capable of generating a sum (Fcyl) of forces effective on the load; At least one actuating chamber (19, 20, 21, 22) operated by displacement principle and located in said actuator or actuator unit; At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure which is a source of oil pressure; At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure being a source of oil pressure; Wherein at least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia are connected to at least one of the operation chambers 19, 20, 21, And each of the operation chambers 10, 20, 21 and 22 is provided with elements of force (FA, FB, LPia, LPia) corresponding to the pressures of the charging circuits , FC, FD), and each element of force may generate at least one of the forces sums either alone or in combination with elements of force produced by the other actuation chambers of the actuator or actuator unit , And a control circuit (40) are disclosed. The actuator unit is, for example, a pivoting device or a rotating device. The system uses a controller to control the control circuit.

Description

디지털 유압 시스템{Digital hydraulic system}[0001] Digital hydraulic system [0002]

본 발명은 가압 매체 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 부하의 피봇 운동을 제어하는 선회 장치에 관한 것이다. 본 발명은 부하의 회전을 제어하는 회전 장치에 관한 것이다. 본 발명은 가압 매체 시스템에서의 방법에 관한 것이다. 본 발명은 가압 매체 시스템을 제어하는 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a pressurized media system. The present invention relates to a pivoting device for controlling the pivotal movement of a load. The present invention relates to a rotating device for controlling rotation of a load. The present invention relates to a method in a pressurized media system. The present invention relates to a controller for controlling a pressurized medium system.

가압 매체 시스템에서, 부하는 가압 매체의 압력이 유효하며 부하에 유효한 힘을 액추에이터를 통해 발생시키는 유효 영역을 가지는 작용 챔버를 구비한 액추에이터를 사용하여 제어된다. 힘의 크기는 가압 유효 영역과, 종래 가압 매체 시스템에서 가변력을 생성하기 위해 제어되는 압력에 의해 결정된다. 전형적인 예로서 부하의 전달과 상하향 이동이 있으며, 상기 부하는 그 물리적인 형태가 하나의 시스템에서, 이동될 다른 시스템으로, 예를 들면, 구조의 일부, 장치, 시스템으로 가변된다. 일반적으로, 압력 제어는 손실을 동반한 조정을 바탕으로 이루어지며, 종래의 저항 제어 방법에서는, 액추에이터의 힘에 대한 제어는 작동 챔버의 압력을 무단 제어함으로써 이루어진다. 이렇게 하여, 압력은 챔버를 출입하는 가압 매체의 흐름을 스로틀링함으로써 제어된다. 제어는, 예를 들면, 비례 밸브를 이용하여 실행된다. In a pressurized medium system, the load is controlled using an actuator having an action chamber in which the pressure of the pressurizing medium is effective and which has a valid region for generating a force effective to the load through the actuator. The magnitude of the force is determined by the pressure effective area and the pressure controlled to produce the variable force in the conventional pressurized media system. Typical examples are load transfer and up-down transfer, where the load varies from one physical system to another system to be moved, for example, to a portion of the system, to the system, and to the system. Generally, the pressure control is based on adjustment with loss, and in the conventional resistance control method, the control of the force of the actuator is achieved by controlling the pressure of the operation chamber unrestrainedly. In this way, the pressure is controlled by throttling the flow of the pressurized medium entering and exiting the chamber. The control is performed using, for example, a proportional valve.

일반적으로, 종래의 시스템은 압력이 조정되며 가압 매체의 체적 유량을 발생시키는 압력면과, 상기 체적 유량을 수용하며, 손실을 최소화하기 위해 전반적인 압력 레벨이 되도록 낮은, 소위 탱크 압력을 가지는 회수면을 가진다.Generally, conventional systems have a pressure surface that is pressure regulated and generates a volumetric flow rate of the pressurized medium, a recirculating surface having a so-called tank pressure that receives the volumetric flow rate and is low enough to provide an overall pressure level to minimize losses I have.

널리 알려진 가압 매체로는, 예를 들면, 유압 오일, 압축 공기, 물 또는 수계 유압 유동체가 있다. 가압 매체의 유형은 제한되지 않으며, 적용의 필요성 및 요구 사항에 따라 달라질수 있다.As a known pressurizing medium, there are, for example, hydraulic oil, compressed air, water or an aqueous hydraulic fluid. The type of pressurized media is not limited and may vary depending on the needs and requirements of the application.

종래 시스템의 문제점으로서는 실패에 대한 민감성과 에너지 손실이며, 특히 유압력의 손실과 제어 밸브 고장의 문제점이다.The problems of the conventional system are the sensitivity to failure and the energy loss, in particular the problems of loss of hydraulic pressure and failure of control valve.

본 발명의 목적은 가압 매체 시스템을 실행할 수 있으며, 현재 사용중인 대다수의 시스템에 비하여 상당한 에너지 절감이 가능한 신규 해결책을 제시하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a new solution capable of performing pressurized media systems and capable of significant energy savings over the majority of systems currently in use.

본 발명은, 예를 들면 압력 컨버터 유닛, 펌프 압력 컨버터 유닛을 포함하는, 디지털 유압 시스템에 적용가능한 장치를 스로틀링 없이 제어하는 방법에 기반을 둔 디지털 유압 시스템 해결책에 관한 것이며, 또한, 이러한 장치 제어에 적용가능한 방법, 제어 회로, 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a digital hydraulic system solution based on a method for controlling a device applicable to a digital hydraulic system without throttling, including for example a pressure converter unit, a pump pressure converter unit, A control circuit, and a controller.

본 발명에 따른 가압 매체 시스템은 청구항 1에 제시되어 있다. 본 발명에 따른 선회 장치는 청구항 32에 제시되어 있다. 본 발명에 따른 회전 장치는 정구항 36에 제시되어 있다. 본 발명에 따른 방법은 청구항 41에 제시되어 있다. 본 발명에 따른 제어기는 청구항 43에 제시되어 있다.A pressurized medium system according to the present invention is shown in claim 1. A turning device according to the present invention is shown in claim 32. The rotating device according to the present invention is shown in quadrature 36. [ The method according to the invention is presented in claim 41. The controller according to the present invention is shown in claim 43.

상기 시스템 해결책은 가압 매체에 의해 구동되는 액추에이터에 의해 생성되는 힘, 가속도, 속도 또는 위치를 제어하거나, 또는, 몇 개의 액추에이터를 구비한 장치에 의해 생성되는 가속도, 모멘트, 회전 가속도, 각속도, 위치 및 힘의 회전을 제어하도록 구성된다. 게다가, 또는 선택적으로, 상기 시스템 해결책은 하나 이상의 에너지 충전 유니트의 제어를 위해 제공된다. 게다가, 또는 선택적으로, 상기 시스템 해결책은 하나 이상의 압력 컨버터 유니트와 각각의 변환비율의 제어를 위해 제공된다. 게다가, 또는 선택적으로, 상기 시스템 해결책은 하나 이상의 압력 컨버터 유니트와 각각의 변환비율의 제어를 위해 제공된다.The system solution may be used to control forces, accelerations, velocities or positions produced by actuators driven by a pressurized medium, or to control acceleration, moments, rotational accelerations, angular velocities, positions and / or forces generated by a device with several actuators And is configured to control the rotation of the force. In addition, or alternatively, the system solution is provided for the control of one or more energy charging units. In addition, or alternatively, the system solution is provided for control of one or more pressure converter units and respective conversion ratios. In addition, or alternatively, the system solution is provided for control of one or more pressure converter units and respective conversion ratios.

스로틀링 없이 제어하는 방법에 기초한 신규 디지털 유압 시스템 해결책과 그에 적용되는 장치가 제공된다. 디지털 유압 시스템의 중요한 특징은 액추에이터의 작동 운동중 충전 회로로 귀환되는 운동 또는 위치 에너지의 회수이다.A novel digital hydraulic system solution based on a method of controlling without throttling and an apparatus therefor are provided. An important feature of digital hydraulic systems is the return of motion or position energy to the charging circuit during the actuating movement of the actuator.

디지털 유압 시스템에 적용되며, 이제부터 충전 시스템으로 명명될 가압 매체 회로는, 상이한 압력 레벨을 가지며, 충전 회로로 명명되는 하나 이상의 가압 회로를 구비한다. 일반적으로, 각각의 충전회로는, 서로 연결되며 동일한 압력을 가지는 하나 이상의 가압 매체 라인을 구비한다. 본 명세서는 아래의 설명에서, 설명상의 편의를 위해, 두개의 충전 회로를 구비한 시스템에 주로 설명할 것이다. 통상의 기술을 가진 자는, 제시된 원리를 세개 이상의 충전 회로를 구비한 시스템 해결책에도 용이하게 적용할수 있다. The pressurized medium circuit, which is applied to a digital hydraulic system, and which will be hereinafter referred to as a charging system, has one or more pressure circuits, which have different pressure levels and are termed charging circuits. Generally, each charging circuit has one or more lines of pressurizing media connected to each other and having the same pressure. In the following description, for the convenience of explanation, the present specification will mainly be described in a system having two charging circuits. Those of ordinary skill in the art will readily be able to apply the presented principles to system solutions having more than two charging circuits.

제시된 일례는 고압 충전 회로와 저압 충전 회로를 다룰 것이며, 이는 특정의 절대적인 압력 레벨을 지칭하는 것이 아니며, 주로 상기 충전회로들의 압력차에 대한 것이다. 압력 레벨들은 각각의 적용 사례에 적당하도록 선택된다. 시스템 해결책이 몇 개의 고압 충전 회로들 또는 저압 충전 회로들을 구비하는 경우, 충전 회로들의 압력 레벨들은 서로 상이한 것이 바람직하다. One example presented will deal with a high-pressure charging circuit and a low-pressure charging circuit, which does not refer to a particular absolute pressure level, but mainly to the pressure difference of the charging circuits. The pressure levels are selected to be appropriate for each application. When the system solution includes several high-voltage charging circuits or low-voltage charging circuits, it is preferred that the pressure levels of the charging circuits are different from each other.

고압 충전 회로에 대한 설명에서, HP, HP 라인 또는 HP 접속등의 명칭들이 사용될 것이며, 저압 충전 회로에 대한 설명에서는 LP, LP 라인 또는 LP 접속등의 명칭들이 사용될 것이다. 충전 회로에 필요한 에너지는 하나 이상의 충전 유니트들에 의해 공급된다. 일례로, 에너지는 하나이상의 압력 컨버터를 통해 하나 이상의 충전 회로로부터 충전 회로로 공급된다. In the description of the high-voltage charging circuit, names such as HP, HP line or HP connection will be used and names such as LP, LP line or LP connection will be used in the description of the low-voltage charging circuit. The energy required for the charging circuit is supplied by one or more charging units. In one example, energy is supplied from one or more charging circuits to a charging circuit via one or more pressure converters.

동력을 공급할 수 있으며, 스로틀링 없이 제어하는 방법에 기초한 디지털 유압 액추에이터를 사용하는 둘 이상의 충전 회로를 구비한, 제시된 시스템을 저 저항 디지털 유압 시스템 (LRDHS) 이라고 한다. 저 압력 레벨 (LP)을 가진 하나 이상의 충전 회로들로부터 공급된 동력은 시스템에서 사용되는 동력의 실질적인 부분인 경우가 많으며, 그래서, 저 압력 레벨을 가진 충전 회로들의 압력 레벨들은 액추에이터들의 동력 생산, 제어성, 에너지 소모에 중요한 영향을 끼친다. The proposed system with two or more charging circuits using a digital hydraulic actuator based on a method of powering and controlling without throttling is referred to as a Low Resistance Digital Hydraulic System (LRDHS). The power supplied from one or more charging circuits with a low pressure level (LP) is often a substantial part of the power used in the system, so that the pressure levels of the charging circuits with low pressure levels are controlled by the power production of the actuators, Sex, and energy consumption.

각 충전 회로의 특징은 필요한 압력을 생성할 수 있으며, 체적 유량을 공급 및 수용할 수 있다는 것이다. 바람직하게는, 상이한 충전 회로들의 압력 레벨은 서로 균등하게 등급화된다.A feature of each charging circuit is that it can generate the required pressure and can supply and accommodate volumetric flow rates. Preferably, the pressure levels of the different charging circuits are evenly graded with respect to each other.

충전 유니트는, 펌프 유니트를 통해 충전 시스템의 외부로부터 충전 시스템의 충전회로들로 에너지를 공급하는 가압 매체 회로를 의미한다. 충전 유니트는 제어 및 안전 밸브 시스템뿐만 아니라 펌프 유니트를 구비하며, 이로써 펌프 유니트의 흡입 라인과 압력 라인은 충전회로에 연결될수 있다. 바람직하게는, 상기 흡입 라인과 압력 라인은 가압 매체 탱크에 결합될 수 있다. The charging unit refers to a pressurized medium circuit that supplies energy from outside the charging system through the pump unit to the charging circuits of the charging system. The charging unit has a pump unit as well as a control and safety valve system, whereby the suction line and the pressure line of the pump unit can be connected to a charging circuit. Advantageously, the suction line and the pressure line may be coupled to a pressurized medium tank.

보통, 고 압력 레벨의 하나 이상의 에너지 충전 유니트들은 HP 충전 회로에 연결되며, 이에 대응하여, 저 압력 레벨의 하나 이상의 에너지 충전 유니트들은 LP 충전 회로에 연결되어 있다. 예를 들면, 상기 충전 유니트들은, 예를 들면, 스프링 부하 또는 위치 에너지인 부하에 유효한 중력을 이용하는 유압 축압기 또는 그외 에너지 축적기이다. 위치 에너지 축적기와 그에 연결된 디지털 유압 액추에이터는 에너지 충전 유니트로 사용될 수 있다. 디지털 유압 액추에이터의 작동 원리는 아래에 상세히 설명될 것이다.Typically, one or more energy charging units at a high pressure level are connected to an HP charging circuit, and correspondingly, one or more energy charging units at a low pressure level are connected to an LP charging circuit. For example, the charging units are hydraulic accumulators or other energy accumulators that utilize gravity, which is effective, for example, for spring loads or loads that are potential energy. The position energy accumulator and its associated digital hydraulic actuators can be used as energy charging units. The operation principle of the digital hydraulic actuator will be described in detail below.

서로 결합된 디지털 유압 액추에이터들은 압력 컨버터로 사용될 수 있으며, 이로써, 상당한 에너지 소모를 하지 않고서도, 상이한 충전 회로간에 동력 전달이 가능하다. 상기 디지털 압력 컨버터 유니트들(DPCU)는 무정전 작동상태에 있는 액추에이터가 충전 회로에 결합될 때, 사용될수 있다. 가압 컨버커 유니트에서, 동력 전달은 액추에이터들의 유효 영역들의 사용과 스토틀링하지 않고 제어하는 방법에 기초하고 있다.The digital hydraulic actuators coupled to each other can be used as pressure converters, thereby enabling power transmission between different charging circuits without significant energy consumption. The digital pressure converter units (DPCU) can be used when an actuator in an uninterruptible operating state is coupled to a charging circuit. In pressurized converter units, power transmission is based on the use of effective areas of actuators and how to control without stalling.

압력 컨버터 유니트의 이동가능한 부분을 이동시키는 외부 에너지원에 압력 컨버터 유니트를 결합함으로써, 상기 액추에이터를 이용하여 운동 에너지가 유압 에너지로, 즉, 가압 매체의 압력 및 체적 유량으로 변환될 때, 상기 디지털 압력 컨버터 펌프 유니트 (DPCPU)를 이용하여 충전 회로들에 에너지를 공급한다. By combining the pressure converter unit with an external energy source that moves the movable part of the pressure converter unit, when the kinetic energy is converted into hydraulic energy, i.e., the pressure of the pressurized medium and the volumetric flow rate, by using the actuator, The converter pump unit (DPCPU) is used to supply energy to the charging circuits.

디지털 액추에이터는 특히 2진 또는 다른 방법으로 부호화된 유효 영역을 가지는 실린더를 지칭하며, 상기 유효 영역은 상이한 결합 조합 및 스트틀링하지 않는 제어를 이용하여 충전 회로들에 연결되어 있다. 전형적으로, 힘 제어 또는 힘의 조정은 논의의 중점이 되는 주제였다.Digital actuators specifically refer to cylinders having a valid region encoded in binary or otherwise, the valid regions being connected to the charge circuits using different combination and nonstretching controls. Typically, force control or adjustment of force was the focus of discussion.

디지털 유압 선회 드라이브는 하나 이상의 챔버를 가지며, 스로틀링 없는 제어에 기초한 하나 이상의 액추에이터들을 구비하며, 상기 액추에이터들은, 하나 이상의 액추에이터들에 결합한 하나 이상의 기어랙들과 기어 휠들과 함께, 직선 운동을 제한된 피봇 운동으로 변환한다. 전형적으로, 모멘트 제어 또는 모멘트 조정은 논의의 중점이 되는 주제였다.The digital hydraulic swing drive has one or more chambers and has one or more actuators based on throttling-free control, the actuators, together with one or more gear racks and gear wheels coupled to one or more actuators, Converts to motion. Typically, moment control or moment adjustment was the focus of discussion.

디지털 유압 회전 드라이브는 하나 이상의 챔버를 가지며, 스로틀링 없는 제어에 기초하며, 워블러(wobbler)에 기계적으로 결합된 둘 이상의 액추에이터들을 구비한다. 전통적으로, 액추에이터의 힘 제어를 통해 모멘트 제어 또는 모멘트 조정이 이루어졌다.A digital hydraulic rotary drive has one or more chambers, is based on throttling-free control, and has two or more actuators mechanically coupled to a wobbler. Traditionally, moment control or moment adjustment has been achieved through force control of the actuator.

상기 시스템은 하나 이상의 디지털 유압 액추에이터로의 제어 인터페이스를 통해, 상이한 압력 레벨을 가진 둘 이상의 충전 회로 연결이 가능하도록 한다. 상기와 같이 하나 이상의 액추에이터에 의해 형성된 액추에이터 유니트는 부하, 압력 컨버터 유니트, 펌프 압력 컨버터 유니트, 펌프, 또는 동시에 상기 장치들의 조합을 이동하는 액추에이터로 이용된다. 액추에이터 및 액추에이터 유니트는 부하에 결합될 수 있으며, 적용상태에 따라 물리적 또는 유압적으로 서로 결합될 수 있다. The system allows for connection of two or more charging circuits with different pressure levels through a control interface to one or more digital hydraulic actuators. As described above, the actuator unit formed by one or more actuators is used as a load, a pressure converter unit, a pump pressure converter unit, a pump, or an actuator for moving a combination of the devices at the same time. The actuator and actuator unit may be coupled to the load and may be physically or hydraulically coupled to each other depending on the application.

종래 해결책과 비교하여 상기 시스템의 기술적 이점과 차이는 에너지 효율의 명확한 개선, 제어성, 구성요소와 구성의 단순함, 모듈성, 고장에 대한 제어이다. 종래의 저항 제어 해결책에서는, 액추에이터의 힘 제어는 작동 챔버의 압력을 무단 조정함으로써 이루어진다. 이렇게 하여, 압력은 작동 챔버를 출입하는 매체의 흐름을 스로틀링함으로써 조정된다. 대신에, 본 발명의 시스템은, 힘의 조정에 근거하며, 주어진 개별 소정의 조정가능한 압력 레벨들 (예를 들면, HP및 LP 충전 회로들)을 이용하여, 아주 적은 수의 스로틀과 간단한 밸브 및 간단한 시스템 구조로 작동하는 액추에이터를 제어하는 선택가능한 방법을 가진다. 힘 제어는, 균등하게 등급화된 압력 레벨들을 가진 충전 회로들과 그에 결합된 액추에이터의 유효 영역을 이용하여 동력을 점차적으로 조정함으로 이루어진다. 제시된 제어 방법은, 예를 들면, 2진 또는 그 외의 방법으로 부호화된 유효 영역을 가진 액추에이터 또는 액추에이터 유니트와 조합하여, 종래 제어 방법에 비하여 에너지 소모를 상당히 감소시킨다. 상기 시스템은 또한 최대의 속도를 가능하게 하며, 매우 정확한 제어 및 위치 조정이 가능하다.The technical advantages and differences of the system compared to the prior art solutions are the clear improvement of energy efficiency, controllability, simplicity of components and configuration, control over modularity, failure. In a conventional resistance control solution, the force control of the actuator is achieved by unauthorized adjustment of the pressure in the operation chamber. In this way, the pressure is adjusted by throttling the flow of the medium entering and exiting the operating chamber. Instead, the system of the present invention is based on adjusting the force and using a small number of individual, predetermined, adjustable pressure levels (e.g., HP and LP charging circuits) It has a selectable way to control actuators that operate with a simple system architecture. The force control is achieved by gradually adjusting the power using the effective areas of the charging circuits and the actuators coupled thereto with uniformly graded pressure levels. The proposed control method significantly reduces energy consumption compared to the conventional control method, for example, in combination with an actuator or actuator unit having a valid area encoded in binary or otherwise. The system also allows for maximum speed and enables very precise control and positioning.

종래의 비례 스로틀링 제어에서, 액추에이터에 연결된 기구의 속도는 스로틀링 조절 부재의 구멍의 단면적에 직접적으로 비례하는 방법으로 조정되며, 상기 조절 부재 조정 에러는 조정될 기구의 속도에 직접적으로 반영된다. 종래의 해결책에서는, 조절의 정확성을 결정하고 제한하는 중요한 요소는 적용상태에 따른 조절 부재의 최적화이다.In conventional proportional throttling control, the speed of the mechanism connected to the actuator is adjusted in a manner directly proportional to the cross-sectional area of the throttling adjustment member hole, and the adjustment member adjustment error is directly reflected in the speed of the mechanism to be adjusted. In a conventional solution, an important factor that determines and limits the accuracy of the adjustment is the optimization of the adjustment member according to the application state.

디지털 스로틀링 조정에서, 액추에이터의 속도 조정의 비정확성은, 조절 부재로서 병렬 연결된 몇 개의 온/오프 밸브를 이용하여 줄일수 있으며, 상기 온/오프 밸브들의 소정 제어 (소위, 설정 포인트 또는 제어값)는, 소정의 압력차와 함께, 높은 확률로 예측값에 근사하는 소정의 개별 속도 값을 이용하여 이루어 진다. 이렇게 함으로써, 속도가 소정의 개별 값을 수신함에 따라, 위치 응답 곡선은 소정의 각도 계수를 수신한다. 달성된 속도에서의 에러와 위치 응답 곡선의 각도 조야성(coarseness)은 속도 조정의 해결안, 즉 가용 구멍수와 밸브들에 좌우된다.In digital throttling adjustment, the inaccuracy of the speed adjustment of the actuator can be reduced by using several on / off valves connected in parallel as control elements, and the predetermined control of the on / off valves (so-called setpoint or control value) Is made by using a predetermined individual pressure value approximating a predicted value with a high probability together with a predetermined pressure difference. By doing so, as the velocity receives a certain discrete value, the position response curve receives a predetermined angular coefficient. The angular coarseness of the error and position response curves at the achieved velocity is dependent on the resolution of the velocity adjustment, ie the number of available holes and valves.

스로틀링 없는 제어에 기초하며 가속도 조정을 하는 제시된 디지털 시스템에서, 액추에이터에 결합된 기구의 가속도는 액추에이터의 힘의 생산에 비례하여 제어되며, 이는 각 충전 회로들을 연결함으로써 제어되며, 이로써 각 가용 압력 레벨들은, 필요한 힘의 생산이 가장 이상적으로 이루어도록, 가용 유효 영역으로 연결된다. In the proposed digital system based on throttling-free control and with acceleration adjustment, the acceleration of the mechanism coupled to the actuator is controlled in proportion to the production of the force of the actuator, which is controlled by connecting each of the charging circuits, Are connected to an available effective area so that the production of the required force is most ideal.

속도 조정은 속도 피드백을 통해 이루어지며, 가속도가 소정의 개별값을 수신하면, 속도 응답 곡선은 소정의 각도 계수를 수신한다. 속도 응답 곡선의 각도의 조야성(coarseness)은 가속도 조정의 해결안에 좌우된다. 이렇게 하여, 위치 응답 곡선은, 스로틀링에 의한 직접 속도 제어와 비교해볼 때, 수학적으로 1도가 더 제어된다.The speed adjustment is performed via speed feedback, and when the acceleration receives a predetermined discrete value, the speed response curve receives a predetermined angle coefficient. The coarseness of the angles of the velocity response curves depends on the resolution of the acceleration adjustment. In this way, the position response curve is further mathematically controlled by one degree when compared with direct speed control by throttling.

제시된 시스템에서, 이론적으로는 어떠한 속도값도 얻을수 있으며, 속도 오차는 매우 작다. 이로써, 속도 조정의 해결안을 제안하는 요소들은 가속도 제어의 해결안, 제어 시스템의 샘플링 기간, 제어 인터페이스들의 응답시간, 작동 챔버들의 상태 변화에 소요되는 시간, 센서들의 감지 정확도이다. 가속도 조정의 해결안은 가용 작동 챔버의 수와 그 영역의 부호화, 작동 챔버에 연결되며 상이한 압력 레벨을 가지는 충전 회로의 수, 충전 회로의 압력 레벨 및 충전 회로의 압력 레벨의 차이들간의 관계에 따라 달라진다. 한편, 예를 들면 부하력 또는 압력의 가변으로 인한 조절 부재의 스로틀링의 부정확성과 이로 인한 조정 오차는 본 발명의 디지털 유압 제어의 방법에서는 발생하지 않는다. 이러한 점에서, 스로틀링에 의해 제어되는 종래 시스템과 비교해볼 때, 상기 시스템은 어떠한 상황에서도 우수한 제어성과 관리능력을 가진다.In the proposed system, any velocity value can be obtained theoretically, and the velocity error is very small. Thus, the factors that suggest the solution of the speed adjustment are the solution of the acceleration control, the sampling period of the control system, the response time of the control interfaces, the time required for the state change of the operation chambers, and the sensing accuracy of the sensors. The solution to the acceleration adjustment depends on the relationship between the number of available operation chambers and the encoding of the area, the number of charging circuits connected to the operating chambers and having different pressure levels, the pressure level of the charging circuit and the pressure level of the charging circuit . On the other hand, for example, the inaccuracy of throttling of the adjusting member due to the variation of the load force or the pressure and the resulting adjustment error do not occur in the digital hydraulic control method of the present invention. In this regard, compared to conventional systems controlled by throttling, the system has excellent control and management capabilities under all circumstances.

시스템이, 동일한 대상 또는 동일한 충격 포인트 또는 동일한 대상내의 상이한 충격 포인트상에 작용하는 몇 개의 개별 액추에이터를 구비한 경우, 각 액추에이터에서 생성된 힘은, 동일한 방향 또는 상이한 방향으로, 각각 서로 독립하여 제어되거나, 또는 상호간에 작용하여, 원하는 방향 또는 액추에이터들에 의해 생성된 힘의 합의 크기, 즉, 힘의 총합을 얻는다. 상기 힘의 합은 부하의 역할을 하는 대상에 유효하며, 부하 속도로부터 가속도, 감속도, 또는 취소를 유발한다. 상기 힘의 합이 원하는 크기와 방향을 갖도록 하기 위해, 제어 시스템은 시스템으로부터 측정되거나 다른 방법으로 결정된 변수 또는 변수들을 근거로 액추에이터들의 힘 제어를 조정해야 한다.When the system has several separate actuators acting on the same object or different impact points within the same impact point or the same object, the forces generated in each actuator may be controlled independently of one another in the same or different directions , Or interact with each other to obtain the magnitude of the sum of the forces generated by the actuators in the desired direction, i.e., the sum of the forces. The sum of the forces is valid for the object acting as a load and causes acceleration, deceleration, or cancellation from the load speed. To ensure that the sum of forces has a desired magnitude and direction, the control system must adjust the force control of the actuators based on variables or variables measured or otherwise determined from the system.

시스템의 용도는 거의 제한없이 가변되며, 디지털 유압 액추에이터들은 전형적으로 방향전환, 회전, 상승, 하강, 구동력 전달 및 이동, 예를 들면 바다 너울 보상과 같은 보상등에 다양하게 적용된다. 상기 시스템의 용도는, 상당한 에너지 절감이 이루어지는 액추에이터의 힘의 생산과 연관되어 가속 또는 감속되는 비교적 상당한 관성 질량이 있는 경우에 가장 적합하다. 또한, 상기 시스템의 용도는, 가변 부하 레벨로 동시 작동하는 몇 개의 액추에이터를 제어하는 경우에도 적합하다.The utility of the system is varied almost indefinitely, and digital hydraulic actuators are typically applied in a variety of ways such as redirection, rotation, uplift, downshifting, driving force transmission and movement, e.g. compensation such as sea level compensation. The use of such a system is best suited when there is a relatively significant inertial mass that is accelerated or decelerated in association with the production of the actuator's force with considerable energy savings. The use of the system is also suitable for controlling several actuators simultaneously operating at a variable load level.

본 발명 시스템은 또한, 액추에이터가 외부 자극을 획득하거나, 외부 자극에 저항하도록, 즉, 액추에이터가 대응 크기의 대항력을 생성하여, 이동가능한 대상을 움직이지 않는 상태에 유지시키도록, 액추에이터가 유지력을 생성하는 경우에도 적용될 수 있다. 동일한 시스템에서 사용되는 액추에이터의 수는 가변적이며, 동일한 대상 또는 기구의 동일한 부분에 연결되는 액추에이터의 수 또한 가변적이다. 특히, 상기 대상들간 형성된 액추에이터 유니트의 제어특성, 에너지 소모, 고장에 대한 최적 제어의 관점에서 볼 때, 동일한 대상 또는 부분 (예를 들면, 기계 프레임)으로부터 동일한 대상 또는 부분 (예를 들면, 붐 또는 리프팅 암)으로 연결되는 액추에이터의 수는 중요하다.The system of the present invention also allows the actuator to generate a retention force so that the actuator acquires an external stimulus or resists an external stimulus, i.e., the actuator produces a counter force of a corresponding magnitude, And the like. The number of actuators used in the same system is variable, and the number of actuators connected to the same part of the same object or mechanism is also variable. Particularly, from the same object or part (for example, machine frame) to the same object or part (for example, a boom or a boom) from the viewpoint of control characteristics, energy consumption and failure of the actuator unit formed between the objects, The number of actuators connected by lifting arms is important.

본 발명에 따르면 현재 사용중인 대다수의 시스템에 비하여 상당한 에너지 절감이 가능한 신규 해결책을 제시할 수 있다.According to the present invention, a new solution that can save considerable energy compared to the majority of systems currently in use can be presented.

도 1은 본 발명의 일예에 따라, 4개의 작동 챔버를 구비하며 가압 매체에 의해 구동되는 실린더인 액추에이터를 이용하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도면에 도시된 시스템을 제어하는데 사용되는 상태 표이다.
도 3은 도 1에 도시된 시스템에 의해 생성된 힘의 등급을 도시한 도면이다.
도 4는 시스템 제어의 조정 계수들의 기능을 도시한 도면이다.
도 5는 시스템 제어에 사용되는 제어기를 도시한 도면이다.
도 6은 시스템 제어에 사용되는 또 다른 제어기를 도시한 도면이다.
도 7은 시스템 제어에 사용되는 또 다른 제어기를 도시한다.
도 8은 시스템 제어에 사용되는 제어 컨버터의 작동을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 선회 장치를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일례에 따른 편심 펌프 모터를 도시한 도면이다.
도 11는 본 발명의 또다른 일례에 따른 시스템을 도시한 도면이다.
도 12는 펌프 압력 컨버터의 작동 원리를 도시한 도면이다.
도 13a 내지 13d는 도 1의 시스템에 사용되는 액추에이터들을 도시한 도면이다.
도 14는 4개의 챔버를 구비한, 일례에 따른 펌프 압력 컨버터를 도시한 도면이다.
도 15는 4개의 챔버를 구비한, 일례에 따른 압력 컨버터를 도시한 도면이다.
도 16는 4개의 챔버를 구비하며 제어 회로에 의해 제어되는, 일례에 따른 압력 컨버터를 도시한 도면이다.
도 17은 8개의 챔버를 구비하며 직교 접속에 의해 제어되는, 일례에 따른 펌프 압력 컨버터를 도시한 도면이다.
도 18은 8개의 챔버를 구비하며 제어 회로에 의해 제어되는, 일례에 따른 펌프 압력 컨버터를 도시한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a system using an actuator, which is a cylinder driven by a pressurized medium, having four operation chambers, according to an embodiment of the present invention.
2 is a status table used for controlling the system shown in the figure.
3 is a diagram showing the magnitude of forces generated by the system shown in FIG.
4 is a diagram showing the function of the adjustment coefficients of the system control.
5 is a diagram showing a controller used for system control.
6 is a diagram showing another controller used for system control.
Figure 7 shows another controller used for system control.
8 is a diagram showing the operation of a control converter used for system control.
9 is a view showing a pivoting device according to an example of the present invention.
10 is a view showing an eccentric pump motor according to an example of the present invention.
11 is a diagram illustrating a system according to another example of the present invention.
12 is a diagram showing the operation principle of the pump pressure converter.
Figures 13A-13D illustrate actuators used in the system of Figure 1;
14 shows a pump pressure converter according to an example having four chambers.
15 shows a pressure converter according to an example with four chambers.
16 shows a pressure converter according to an example, having four chambers and being controlled by a control circuit.
17 shows a pump pressure converter according to an example, having eight chambers and being controlled by an orthogonal connection;
18 shows a pump pressure converter according to an example, having eight chambers and being controlled by a control circuit.

제어 인터페이스Control interface

가압 매체의 액추에이터로의 도입 또는 액추에이터로부터 회수는 제어 인터페이스에 의해 제어된다. 액추에이터는 변위 원리에 의해 작동하는 하나 이상의 작동 챔버를 구비한다. 각 제어 인터페이스는 병렬로 연결된 하나 이상의 제어 밸브를 가진다. 바람직하게는, 제어 밸브는 매우 낮은 압력 손실을 가진 신속 차단 밸브, 예를 들면, 전기 접속된 온/오프 밸브들이며, 밸브들이 동일선상에서 병렬 배치되는 경우, 그 선상에서의 체적 유량도 이 밸브들에 의해 결정된다. 제어에 따라, 액추에이터의 각각의 작동 챔버들은 개별적으로 차단되거나 제어 인터페이스들을 통해, 예를 들면, 이중 가압 시스템에서 HP 충전 회로 또는 LP 충전 회로등의 충전회로로 연결된다. 액추에이터의 작동 챔버에 연결되며 하나 이상의 밸브를 구비한 제어 인터페이스들이 항상 완전히 개폐되는 제어 방법을 본 명세서에서는 스로틀링없는 제어라고 한다.
The introduction of the pressure medium into the actuator or the recovery from the actuator is controlled by a control interface. The actuator has one or more operating chambers operating by displacement principle. Each control interface has one or more control valves connected in parallel. Preferably, the control valve is a quick shut-off valve with very low pressure loss, for example electrically connected on / off valves, and if the valves are arranged in parallel on the same line, Lt; / RTI > Depending on the control, each of the actuating chambers of the actuators is individually blocked or connected via control interfaces, for example in a double pressure system, to a charging circuit such as an HP charging circuit or an LP charging circuit. A control method in which the control interfaces connected to the actuating chambers of the actuators and having one or more valves are always fully opened or closed is referred to herein as throttling-free control.

제어 인터페이스들은 제어 인터페이스의 밸브 또는 모든 병렬 밸브들이 개폐되도록 제어되는 방식으로 작동한다. 그러므로, 제어 인터페이스의 제어는 2진법 제어, 즉, 설정이 1 (제어 인터페이스 개방, 온) 또는 0 (제어 인터페이스 폐쇄, 오프) 중 하나이다. 필요한 밸브 전기 제어 신호는 상기 설정을 근거로 생성된다.
The control interfaces operate in such a manner that the valves of the control interface or all the parallel valves are controlled to be opened or closed. Therefore, control of the control interface is either binary control, that is, setting is 1 (control interface open, on) or 0 (control interface close, off). The required valve electrical control signal is generated based on this setting.

디지털 유압 액추에이터Digital Hydraulic Actuator

디지털 액추에이터의 제어 시스템을 작동시키기 위해서, 시스템은 적어도 하나의 작동 챔버를 가진 적어도 하나의 액추에이터를 구비해야 한다. 작동 챔버에 의해 생성된 힘의 요소는 작동 챔버의 유효 영역과 작동 챔버에서 유효한 압력에 근거한다. 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합의 크기는 상기 요소들의 산출물이다. 본 실시예에서, 바람직하게는, 액추에이터에 의해 제어되는 부하의 부하력, 즉, 액추에이터상 유효한 힘은 액추에이터의 LP 충전 회로의 압력에 의해 생성되는 대항 힘 요소보다 그 크기가 더 크며, 액추에이터의 HP 충전 회로의 압력에 의해 생성되는 대항 힘 요소보다 그 크기가 더 작아서, 부하를 제어하는 최소한 두개의 레벨을 이용한 힘의 제어가 가능하다.
To operate the control system of the digital actuator, the system must have at least one actuator with at least one actuating chamber. The elements of the force produced by the operating chamber are based on the effective area of the operating chamber and the pressure available in the operating chamber. The magnitude of the sum of the forces generated by the actuator is the product of these factors. In the present embodiment, preferably, the load force of the load controlled by the actuator, that is, the force effective on the actuator is larger than the counter force element generated by the pressure of the LP charging circuit of the actuator, It is smaller in magnitude than the counter force element generated by the pressure of the charging circuit, so that it is possible to control the force using at least two levels that control the load.

일 실시예에서, 시스템은 최소한 두개의 작동 챔버를 가진 최소한 하나의 액추에이터를 구비하며, 이중 가압 시스템에서 최소 4 레벨의 힘의 제어가 이루어지도록 작동 챔버들의 유효 영역들은 서로 상이하다. 서로 상이한 작동 챔버들에 의해 생성된 힘 요소들은 시스템에 따라, 또한 제어대상 부하의 거동에 따라, 동일한 방향 또는 상이한 방향으로 유효하다. 각각의 작동 챔버는 동등하지 않은 두개의 힘 요소들을 생성할 수 있다. 두개의 압력 레벨들을 구비한 시스템에서, 영역들간의 비율(ratio)은 바람직하게 1:2로서 균등 단계 레벨의 힘 제어를 가능하게 한다. 대응 시스템은, 예를 들면 두 영역들간의 비율 1:2 를 만족시키는 두개의 단독 챔버 액추에이터들에 의해 이루어진다. 예를 들면, 동일한 액추에이터내에서 작동 챔버들의 수를 증가시키거나, 별도의 액추에이터를 추가하고 그들을 동일한 부하에 연결함으로써, 그 이상의 힘의 레벨을 얻을 수 있다.
In one embodiment, the system comprises at least one actuator with at least two actuating chambers, wherein the effective zones of the actuating chambers are different from each other such that control of at least four levels of force is achieved in the double-pressurizing system. The force components generated by the different operation chambers are effective in the same direction or in different directions depending on the system and also on the behavior of the controlled load. Each of the working chambers can produce two unequal force components. In a system with two pressure levels, the ratio between the zones is preferably 1: 2, which allows equal level step force control. The corresponding system is, for example, made up of two single chamber actuators that satisfy a ratio of 1: 2 between the two zones. For example, by increasing the number of actuating chambers in the same actuator, or by adding separate actuators and connecting them to the same load, a further level of force can be obtained.

또한, 액추에이터에 결합된, 상이한 압력 레벨을 가진 충전 회로들의 수를 증가시킴으로써, 그 이상의 힘의 레벨을 얻을 수 있다. 이러한 경우, 힘 요소들의 수와 동시에 액추에이터에 의해 생성된 힘의 레벨은 멱함수이며, 여기에서 밑수는 상이한 압력 레벨을 가지고 액추에이터에 연결된 충전 회로들의 수이며, 지수는 액추에이터의 작동 챔버들의 수이다. 바람직하게는, 작동 챔버들의 유효영역들은 서로 상이하며, 액추에이터에 연결된 충전 회로들의 압력 레벨들은 서로 상이하다.
Further, by increasing the number of charging circuits with different pressure levels coupled to the actuators, a further level of force can be obtained. In this case, the level of force generated by the actuator at the same time as the number of force elements is the power function, where the base number is the number of charging circuits connected to the actuator with different pressure levels, and the exponent is the number of actuating chambers of the actuator. Preferably, the effective areas of the actuating chambers are different from each other, and the pressure levels of the charging circuits connected to the actuators are different from each other.

또한, 바람직하게는, 유효영역에 결합되는 충전 회로들의 압력 레벨들이 균등하게 등급화되어 균등 등급화된 힘 제어를 이루거나, 다양한 연결 조합을 이용하여 유효 영역들이 HP 충전 회로 또는 LP 충전 회로에 결합되거나 다른 충전 회로들에 결합되는 경우, 작동 챔버들의 유효 영역들간의 비율은 수열 MN 에 따라 정해지며, 이때 밑수 M은 액추에이터에 연결된 충전 회로들의 수이며, N은 자연수 (0, 1, 2, 3,... n) 그룹이다.
Preferably, the pressure levels of the charging circuits coupled to the effective area are evenly graded to provide uniformly rated force control, or the effective areas may be coupled to the HP charging circuit or the LP charging circuit The ratio between the effective areas of the actuating chambers is determined according to the number sequence M N, where the base number M is the number of charging circuits connected to the actuator and N is a natural number (0, 1, 2, 3, ... n) groups.

특히, 두개의 충전 회로들 (HP 충전 회로 및 LP 충전 회로)을 구비한 시스템에서, 작동 챔버들의 유효 영역들간의 비율은 바람직하게 수열 MN 에 따라 정해지며, 이때 밑수 M은 2이고 지수 N은 자연수 (0, 1, 2, 3,...n) 그룹이다. 즉, 다양한 결합 조합을 이용하여 유효 영역들이 HP 충전 회로 또는 LP 충전 회로에 결합되는 경우, 2진 시스템에서 수열들 1, 2, 4, 8, 16 등은 비트들의 가중 계수들에 의해 형성되어 균등 등급화된 힘 제어를 가능하게 한다.
In particular, in a system with two charging circuits (HP charging circuit and LP charging circuit), the ratio between the effective areas of the operating chambers is preferably determined according to the sequence M N , It is a group of natural numbers (0, 1, 2, 3, ... n). That is, in the binary system, the sequences 1, 2, 4, 8, 16, etc. are formed by the weighting factors of the bits when the valid regions are combined into the HP charging circuit or the LP charging circuit using various combination combinations, Enables graded force control.

균등 등급화라함은 하나의 힘의 레벨로부터 다음 힘의 레벨로 또는 하나의 압력 레벨로부터 다음 압력 레벨로의 단계가 항상 일정한 크기를 가짐을 의미한다. 힘의 레벨은 총 동력을 구성하는, 액추에이터에서 생성된 몇 개의 동력 요소들의 다양한 조합으로서 형성된다. 영역들간의 비율은 예를 들면, 수열 1, 1, 3, 6, 12, 24 등의 상이한 수열 또는 피보나치 또는 PNM 부호화 방법에 따른 수열에 따라 결정된다. 등적, 또는 예를 들면, 2진 수열과 다른 영역들을 증가시킴으로써,더 많은 힘의 레벨을 얻을 수 있으나, 동시에, 새로운 힘의 레벨은 증가시키지 않으면서, 제어 인터페이스의 둘 이상의 결합 조합에 의해 액추에이터의 동일한 힘의 합을 얻을 수 있는 중복 상태도 얻을 수 있다.
Equal gradation means that the step from one force level to the next force level or from one pressure level to the next pressure level always has a constant magnitude. The level of force is formed as various combinations of several power elements generated in the actuator, which constitute the total power. The ratios between the regions are determined according to different sequences such as, for example, sequences 1, 1, 3, 6, 12, 24, or sequences according to Fibonacci or PNM coding methods. It is possible to obtain more levels of force, for example, by increasing the number of regions in the binary sequence and other regions, but at the same time, without increasing the level of the new force, It is also possible to obtain redundancy to obtain the sum of the same forces.

밑수는 작동 챔버에 결합될 상이한 압력 레벨들이고, 지수는 총 작동 챔버수가 되도록, 결합 조합의 수는 멱함수로 형성된다. 시스템은 부하에 유효한 최소한 하나의 액추에이터를 구비한다. 이중 가압 시스템에서 4개의 챔버를 가진 액추에이터가 사용되는 경우, 총 작동 챔버 수는 9이므로, 시스템의 상태 및 결합 조합의 수는 28 = 256으로 증가한다. 부하에서 동작의 동일한 포인트상에 유효하도록 둘이상의 동일한 액추에이터가 결합되는 경우, 시스템의 상태는 대부분 서로 중복된다. 상기 액추에이터들은 동일한 방향 또는 반대 방향으로부터 부하에 유효하며, 동일한 액추에이터들의 대응되는 작동 챔버들은 크기가 동일하다. 상이한 액추에이터가, 상이한 방향으로부터 동일한 동작 포인트상에 유효한 경우, 로드에 유효한 힘의 합의 크기 및 방향을 원하는 방식으로 조정할 수 있다. 상이한 액추에이터들이 부하에서 상이한 동작 포인트에 결합되는 경우, 로드에 유효한 힘의 합의 크기 및 방향과, 모멘트의 크기 및 방향은 원하는 대로 조정할 수 있다.
The number of coupling combinations is formed with a power function such that the base number is the different pressure levels to be coupled to the operating chamber and the exponent is the total operating chamber number. The system has at least one actuator effective for the load. If an actuator with four chambers is used in a dual pressure system, the total number of operating chambers is 9, so the number of states and combination combinations of the system increases to 2 8 = 256. When two or more identical actuators are combined to be effective on the same point of operation in a load, the states of the system mostly overlap each other. The actuators are effective for the load from the same or opposite direction, and the corresponding actuating chambers of the same actuators are the same in size. If different actuators are available on the same operating point from different directions, the magnitude and direction of the sum of forces available to the load can be adjusted in a desired manner. When different actuators are coupled to different operating points in the load, the magnitude and direction of the sum of the forces available to the load and the magnitude and direction of the moment can be adjusted as desired.

조정을 위한 충분히 많은 레벨을 가지며, 다양하게 적용가능한 본 발명의 특별하고 간결한 실시예는 4개의 작동 챔버를 가지며, 그 유효영역의 비율은 2진 수열 1, 2, 4, 8에 따라 정해지며, 균등 등급화된16-레벨의 힘 제어가 가능한 액추에이터를 구비한다. 액추에이터는 가장 큰 유효 영역과 두번째로 작은 유효영역을 가지는 작동 챔버들에 의해 생성되는 힘 요소들이 동일한 방향으로 유효하도록 구성된다. 다른 작동 챔버들에 의해 생성되는 힘 요소들은 반대 방향을 가진다.
A particular and concise embodiment of the invention which has a sufficient number of levels for adjustment and which can be applied variously has four operating chambers whose proportion of effective area is determined according to binary sequence 1, 2, 4, 8, And an actuator capable of 16-level force control in an evenly graded manner. The actuator is configured such that the force elements generated by the operation chambers having the largest effective area and the second smallest effective area are effective in the same direction. The force components produced by the other operating chambers have opposite directions.

이러한 맥락에서, 제어 인터페이스의 소정의 결합 조합으로, 시스템은 항상 소정의 힘 또는 모멘트를 생성하며, 이것은 피드백 결합을 요구하지 않으므로, 힘 제어 또는 모멘트 제어 또는 가속도 제어는 힘 또는 모멘트 또는 가속도의 제어를 지칭한다. 힘의 생성을 점차적으로 선택할 수 있는 액추에이터를 이용하여 점차적인 가속도 제어를 실행하는 것은 용이하며, 이때 가속도는, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합과 부하에 유효한 다른 힘 요소들의 총합계인 소위 유효 힘에 직접적으로 비례한다. 가속도 제어에서, 시스템은, 피드백을 위해서 시스템상에 부과된 부하력의 크기와 부하의 관성 질량의 크기를 이용하여, 생성된 힘의 합을 결정하며, 이때, 원하는 부하 가속도가 적용된다. 가장 쉬운 방법으로서, 제시된 시스템은 부하의 관성 질량이 거의 일정하게 유지되는 사례에 적용될 수 있으며, 여기에서 피드백을 위해 잔류중인 유일한 데이터는 시스템에 부과된 부하력이다.
In this context, with certain combinations of control interfaces, the system always generates a predetermined force or moment, which does not require feedback coupling, so force control or moment control or acceleration control can be used to control force or moment or acceleration Quot; It is easy to perform gradual acceleration control using an actuator that can gradually select the generation of force, wherein the acceleration is determined by the sum of the forces generated by the actuator and the so-called effective forces It is directly proportional. In acceleration control, the system uses the magnitude of the load force imposed on the system and the magnitude of the inertia mass of the load for feedback to determine the sum of the forces generated, at which time the desired load acceleration is applied. As an easiest way, the proposed system can be applied to cases where the inertial mass of the load is kept almost constant, where the only data remaining for feedback is the load imposed on the system.

가속도 제어 시스템은 속도 피드백 결합에 의해 속도 제어 시스템으로 확장될 수 있다. 속도 제어 시스템은 위치 피드백 결합에 의해 위치 제어 시스템으로 확장될 수 있다.
The acceleration control system can be extended to the speed control system by speed feedback combination. The speed control system can be extended to the position control system by position feedback coupling.

가속도, 각도 가속도, 속도, 각속도, 위치 또는 회전를 위해 무작위 선택된 소정의 기준값으로 달성될 재현성을 위한 요구조건은, 시스템의 상대적 제어를 위한 값이 제로 (0) 일 때, 액추에이터의 가속도는 대략 제로여야 한다는 것이다. 개별의 일정한 제어값으로 힘-제어된, 액추에이터의 이동부의 가속도는 액추에이터에 적용된 부하값에 따라 크게 좌우된다. 따라서, 부하력을 보상하기 위해 제어값에 조건이 추가되어야 하며, 본 명세서에서 이 조건은 제어의 가속 제로 포인트라고 한다. 이러한 제어값으로, 액추에이터의 가속도와 또한 부하의 가속도 최대한 제로에 가깝게 유지된다. 보상 조건은 부하력의 효과를 추정하고, 도표 작성하고, 통합 조정을 적용하고, 센서값을 추정함으로써 실증적으로 생성된다.
The requirement for reproducibility to be achieved with a predetermined reference value randomly selected for acceleration, angular acceleration, velocity, angular velocity, position or rotation is such that when the value for the relative control of the system is zero, the acceleration of the actuator must be approximately zero It is. The acceleration of the moving part of the actuator, which is force-controlled with a certain constant control value, is highly dependent on the load value applied to the actuator. Therefore, a condition must be added to the control value to compensate for the load force, and this condition is referred to herein as the acceleration zero point of the control. With this control value, the acceleration of the actuator and also the acceleration of the load are kept as close as possible to zero. The reward conditions are empirically generated by estimating, plotting, applying the coordination adjustments, and estimating the sensor values.

시스템이 제어 인터페이스에 개별 제어값만을 생성할 수 있으므로, 시스템에 의해 제어될 부하가 소정의 개별 제어에 의해 완전히 움직이지 않도록 유지되는 것은 필연적으로 불가능하지만, 이를 위해, 시스템 제어 상태는 서로 대응되는 가속도를 생성하는 두개의 상이한 상태들 사이에서 반복적으로 변경되어야 한다. 액추에이터에서 발생하는 상태 변경시에 손실이 전혀 발생하지 않는 것은 아니며, 가압 레벨이 작동 챔버내에서 상승할 때 가압 매체의 압축성 때문에, 여러가지 중에서, 에너지 소모가 발생한다. 그러므로, 바람직하게는, 부하와 각각의 기구를 제대로 유지하기 위해서, 기구가 소위 잠금 상태에서 움직이지 않게 잠궈지도록 모든 제어 인터페이스들은 스위치 오프한다. 이 기능은, 잠금 상태의 제어 우선순위가 제어 인터페이스의 제어 우선순위보다 더 높고, 상기 제어들이 서로 영향을 주지 않도록 실행하는 것이 실용적이다. 잠금 상태가 온으로 켜지면, 잠금 상태가 온 되지 않은 경우의 제어 인터페이스들의 결합 조합이 무엇이었던지에 상관없이, 모든 제어 인터페이스들은 스위치 오프된다.
It is inevitably impossible that the load to be controlled by the system is kept completely unmoved by some individual control since the system can only generate individual control values on the control interface, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > There is no loss at the time of state change occurring in the actuator, and energy consumption occurs in various ways due to the compressibility of the pressure medium when the pressure level rises in the operation chamber. Therefore, preferably, all the control interfaces are switched off so that the mechanism locks in a so-called locked state to keep the load and each mechanism properly. This function is practically feasible so that the control priority of the locked state is higher than the control priority of the control interface and the controls do not affect each other. When the locked state is turned on, all control interfaces are switched off, regardless of what combination of control interfaces is when the locked state is not turned on.

잠금 상태를 제외하고는, 작동 챔버들의 압력 레벨 상태는 낮은 압력 (예를 들면, HP 충전 회로로의 연결)을 나타내는 제로 (0)로 표시하거나, 높은 압력 (예를 들면, LP 충전 회로로의 연결)을 나타내는1로 표시할 수 있다. 이러한 방법으로, 작동 챔버들이 소정의 순서로 표시될 때, 작동 챔버들의 상태는 매 순간마다 2진수를 이용하여 명확하게 표현될 수 있다. 4개의 작동 챔버가 있는 경우, 2진 수는 4개의 숫자로 구성된다. 본 명세서에서, 디지털 제어란 제어 방법으로서, 여기에는 둘 이상의 압력 레벨이 사용되며, 이를 사용하는 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는 제한된 수의 개별 힘의 레벨을 가지며, 이러한 제한된 수는 작동 챔버들의 수, 특히, 상이한 작동 챔버에 연결된 상이한 압력 레벨의 조합에 근거하고 있다.
Except for the locked state, the pressure level state of the operating chambers may be represented by zero (0) indicating low pressure (e.g., connection to the HP charging circuit) 1), which represents a connection. In this way, when the operation chambers are displayed in a predetermined order, the state of the operation chambers can be clearly expressed using a binary number every moment. If there are four operating chambers, the binary number consists of four numbers. As used herein, digital control is a control method in which two or more pressure levels are used, and the actuator or actuator unit using it has a limited number of individual force levels, and this limited number is the number of actuating chambers, Is based on a combination of different pressure levels connected to different operating chambers.

체적 유량의 스로틀은 중요하지 않으므로, 액추에이터의 피스톤 행정이 긴 경우에 시스템은 최대 속도를 허용한다. 액추에이터의 피스톤의 높은 속도는 변위 원리에 따라 액추에이터의 작동 챔버로 또는 작동 챔버로부터의 높은 체적 유량을 요구한다. 이러한 이유로, 필요한 경우에, 공동현상을 방해하지 않고 필요한 속도로 원하는 충전 회로로부터 확장 가동 챔버로 가압 매체를 유입시킬수 있도록 제어 밸브들은 높은 체적 유량을 통과시켜야한다.
Since the throttle of the volumetric flow rate is not important, the system allows maximum speed if the piston stroke of the actuator is long. The high velocity of the piston of the actuator requires a high volumetric flow rate to or from the actuating chamber of the actuator depending on the displacement principle. For this reason, if necessary, the control valves must pass a high volumetric flow rate so that the pressurized medium can flow from the desired charging circuit to the expandable moveable chamber at the required rate without interfering with cavitation.

2진 수열에 근거한 유효 영역을 가진 액추에이터는, 소위 스로틀링없는 제어를 이용하여, 액추에이터로 감소된 관성질량이 큰 경우에 유용하다. 이렇게 하여, 가속운동 동안에 다량의 운동 에너지가 부하에 결합되고 상승 운동에서는 위치 에너지가 부하에 결합되며, 가속 또는 부하의 하강과 연계되어, 상기 에너지들은 충전 회로들중 하나로 귀환하여 재 사용될 수 있다. 스로틀링없는 제어 방법과 유효 영역의 사용에 힘입어, 정적인 부하력의 값이 액추에이터의 힘의 생산 범위내에 있는 한, 정적인 부하력의 크기에 상관없이 상기 사항이 가능하며 실행될 수 있는 것이다. 힘의 생산의 범위란 대략, 각각의 시간에 얻을 수 있는 개별 동력의 최대값과 최소값 사이의 동력의 생성 범위를 의미한다.
An actuator with a valid region based on a binary sequence is useful when the reduced inertial mass is large with an actuator, using so-called throttling-free control. In this way, a large amount of kinetic energy is coupled to the load during the acceleration movement, and the position energy is coupled to the load in the up movement, and in conjunction with the acceleration or the fall of the load, the energies can be reused back to one of the charging circuits. With the throttle-free control method and the use of the effective area, the above matters are possible and can be executed regardless of the magnitude of the static load force as long as the value of the static load force is within the production range of the actuator's force. The range of power production is roughly the range of power generation between the maximum and minimum values of the individual powers that can be obtained at each time.

상기 시스템의 최대 이점은 힘을 결속하고 방출하는 커다란 동작에서 얻을 수 있으며, 예를 들면, 큰 질량을 가속하기 위한 강한 힘이나 모멘트가 요구되지만 일정한 동작을 꾸준히 행하는 동안에는 매우 약한 힘이나 모멘트가 요구되며 제동 단계에서는 강한 제동력이 요구되는 선회장치에서 상기 이점을 얻을 수 있다. 상기 시스템은, 꾸준히 행해지는 일정한 동작에서, 아주 적은 동력을 사용하며, 마찰과 점성에서의 손실만 보상되면 된다는 이점이 있다. 상기 제어는 적당한 유효 영역과, HP 회로 또는 LP 회로로부터 그에 합당한 압력을 선택함으로써 실행된다. 이렇게 하여, 각각의 제어 상황에 맞는 힘의 레벨이 선택된다.
The greatest advantage of the system is that it can be obtained in a large operation of binding and releasing forces, for example, a strong force or moment is required to accelerate a large mass, but very weak forces or moments are required during steady operation In the braking phase, the above advantage can be obtained in a swinging apparatus requiring a strong braking force. The system has the advantage of using very little power and constantly compensating for losses in friction and viscosity, in steady, constant motion. The control is performed by selecting a suitable effective area and a pressure suitable for it from the HP circuit or LP circuit. In this way, a level of force corresponding to each control situation is selected.

상기 시스템은, 예를 들면, 힘 또는 모멘트가 명확히 제로가 아니며, 소위 유지력 또는 유지 모멘트가 부하의 제로 가속도를 생성하기 위해 필요한 상승 또는 구동 전달 적용례에서 (예를 들면, 언덕위로 상승 또는 하강 구동) 상기와 동일한 방법으로 에너지를 절감한다. 이렇게 하여, 일 방향으로서의 일정한 동작중에, 높은 압력 레벨의 충전 회로로부터 액추에이터 또는 액추에이터 유니트로 가압 매체를 안내함으로써, 에너지는 부하 또는 그에 관련된 기구에 결합된다. 동시에, 액추에이터의 압축 작동 챔버가 결합되는 낮은 압력 레벨의 충전회로로 에너지가 전달된다. 반대 방향으로 이동할 경우, 가압 매체가 액추에이터로부터 충전 회로로 귀환할 때 에너지는 부하 또는 기구로부터 시스템으로 귀환한다. 이렇게 하여, 일정한 동작중에, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합이, 필요한 유지력 또는 유지 모멘트에 근사하며 시스템에 입력된 동력이 마찰과 점성에서의 손실을 감당할 수 있도록 액추에이터의 유효 영역들이 선택된다.
The system can be used in a lift or drive transfer application (e.g., up or down drive up a hill), where the force or moment is not clearly zero, and so-called holding or holding moments are needed to produce zero acceleration of the load, Energy is saved in the same manner as described above. In this way, during certain operations as one direction, the energy is coupled to the load or its associated mechanism by guiding the pressure medium from the high pressure level charging circuit to the actuator or actuator unit. At the same time, the energy is transferred to the low pressure level charging circuit where the compression operation chamber of the actuator is coupled. When moving in the opposite direction, energy returns from the load or mechanism to the system as the pressurized medium returns from the actuator to the charging circuit. In this way, during certain operations, the effective areas of the actuator are selected such that the sum of the forces generated by the actuators approximates the required holding or holding moments and the power input to the system can withstand losses in friction and viscosity.

종래 시스템들과 비교하여, 제시된 시스템은 예를 들면, 마찰이 있는 표면상에서의 물체의 추진 또는 견인과 같이 마찰이 동반되는 움직임이 발생되어 손실이 많은 경우에서도 에너지 절감이 가능하다. 이 경우에, 바람직하게는, 움직임에 저항하는 마찰력 또는 모멘트를 극복하고 원하는 운동 속도를 생성하도록, 상기와 같은 제어와 상기와 같은 각각의 유효 영역들은 서로 다른 조건에서 각각의 액추에이터에 사용되도록 선택된다. 이렇게 하여, 각각의 액추에이터가 에너지를 가능한 한 적게 사용하는 충전회로의 압력을 고려하여 각각의 액추에이터는 항상 최적 규모로 책정된다.
Compared to conventional systems, the proposed system is capable of energy saving even in the case of high losses due to frictional movement, such as, for example, propulsion or traction of an object on a frictional surface. In this case, preferably, each effective region, such as the above-described control and such, is selected to be used for each actuator under different conditions, to overcome the motion-resistant frictional forces or moments and produce the desired motion velocity . In this way, each actuator is always optimally sized taking into account the pressure of the charging circuit, where each actuator uses as little energy as possible.

마찰 및 점성 손실과 제어 인터페이스의 상태 변화에서의 손실 때문에, 시스템의 모든 입력 에너지가 충전 회로로 귀환되는 것은 아니다.
Due to friction and loss of viscosity and losses in the state change of the control interface, not all input energy of the system is returned to the charging circuit.

시스템을 제어하는 방법은, 운동 또는 위치 에너지가 부하 또는 그에 연관된 기계적인 시스템으로부터 방출될 때마다, 예를 들면, 관성 질량의 제동 그리고/또는 하강 단계동안 최대한 많은 에너지 수집을 자동으로 실행한다. 이렇게 하여, 관성 질량을 가속 그리고/또는 상승시키는 힘요소를 이전에 생성한 유효 영역들과 작동 챔버들은 에너지 수집에 기여하게 된다. 상기 작동 챔버들은 제어 인터페이스를 통해, 에너지가 귀환 또는 전달될 충전 회로로 연결된다.
The method of controlling the system automatically performs as much energy collection as possible, for example, during braking and / or descending phases of the inertial mass whenever motion or potential energy is released from the load or a mechanical system associated therewith. In this way, effective areas and actuating chambers that previously generated force elements that accelerate and / or elevate the inertial mass contribute to energy collection. The operating chambers are connected via a control interface to a charging circuit to which energy is to be returned or transferred.

충전 시스템Charging system

시스템의 작동 및 에너지 절감의 관점에서, 디지털 유압 액추에이터에 연결된 모든 충전 회로들은, 필수적으로, 충전 회로들의 압력 레벨들을 근본적으로 변화시키지 않고 체적 유량을 공급 및 수신할 수 있다.
In terms of system operation and energy savings, all the charging circuits connected to the digital hydraulic actuator can essentially supply and receive the volumetric flow rate without fundamentally changing the pressure levels of the charging circuits.

충전 시스템을 이용하여, 필요할땐 언제든지 상기 에너지 충전 유니트들간 에너지 전달이 가능하다. 시스템의 작동 사이클이 에너지 결합인 경우 (부하, 예를 들면, 육중한 물건을 높이 들어올림), 필요한 에너지는, 예를 들면, 가압 매체를 펌핑함으로써 시스템으로 유입되며, 예를 들면, 펌프 유니트를 이용하여 LP 회로로부터 HP 회로로 유입된다. 작동 사이클이 에너지 방출인 경우 (부하, 예를 들면, 육중한 물건을 아래로 내림), 상기 에너지는 유압 동력으로 변환되며 필요에 따라 사용되거나 에너지 충전 유니트에 저장된다. 저장이 불가능한 경우, 유압 동력은, 가압 매체가 HP 회로로부터 LP 회로로 안내되도록 모터 또는 전기 발전기를 회전시켜, 예를 들면, 운동 에너지로 다시 변환된다. 이러한 변환은 예를 들면 상기 충전 유니트 또는 그외의 대응 에너지 변환기를 이용하여 실행된다. 상기 시스템의 액추에이터의 작동 사이클은 에너지 결합 (예를 들면, 육중한 물건의 가속, 부하 상승) 과 에너지 방출 (예를 들면, 육중한 물건의 제동, 부하의 하강) 모두를 구비한다. 시스템이 몇 개의 액추에이터를 구비한 경우, 상이한 액추에이터들은 에너지 결합 및 에너지 방출 작업 단계들을 동시에 가진다.
Using a charging system, energy transfer between the energy charging units is possible whenever necessary. If the operating cycle of the system is energy coupling (load, for example, lifting a massive object high), the required energy is introduced into the system, for example by pumping the pressurized medium, And then flows into the HP circuit from the LP circuit. If the operating cycle is an energy release (load, for example, a massive thing falls down), the energy is converted to hydraulic power and used as needed or stored in an energy charging unit. If storage is not possible, the hydraulic power is converted back into kinetic energy, for example, by rotating the motor or electric generator so that the pressurized medium is conducted from the HP circuit to the LP circuit. This conversion is performed using, for example, the charging unit or other corresponding energy converter. The operating cycle of the actuators of the system has both energy coupling (e.g. acceleration of massive objects, load elevation) and energy release (e.g. braking of heavy objects, descent of load). When the system has several actuators, the different actuators have energy combining and energy release working steps at the same time.

부하 감지 시스템 (LS 시스템)은 선행 기술에 따른 가장 전형적인 해법이며, 이 시스템은 부하 압력과 무관하며 체적 유량에 의해 제어되고, 파이프 시스템의 부하 압력뿐 아니라 압력 손실로 구성된 압력 손실을 허용하며, 가압 매체 (전형적으로 약 14 내지 20바(bar)) 의 체적 유량의 스로틀 제어의 압력차 설정을 허용한다. 병렬연결된 드라이브에서 시스템의 작동 압력은 조정되며, 또한, 몇 개의 병렬 드라이브에서 정상적으로 작동하는 시스템에서, 가장 높은 부하 압력 레벨에 따라서, 또한, 액추에이터에 따라서, 체적 유량의 제어 스로틀에 대한 압력차이는, 압력 보상기를 이용하여 일정하게 유지되며, 이렇게 하여 에너지는 압력 보상기내에서 손실의 형태로 낭비된다.
The load sensing system (LS system) is the most typical solution according to the prior art, which is independent of the load pressure and is controlled by the volume flow rate, permitting pressure loss composed of the pressure loss as well as the load pressure of the pipe system, Allows pressure differential setting of throttle control of volume flow rate of medium (typically about 14 to 20 bar). The operating pressure of the system in the parallel connected drive is adjusted and also in a system operating normally in several parallel drives the pressure difference to the control throttle of the volumetric flow rate, according to the highest load pressure level, and also according to the actuator, The pressure is kept constant using a compensator, so that the energy is wasted in the form of losses in the pressure compensator.

스로틀링없는 제어 방법에 근거한 디지털 유압 시스템은 작동 사이클이 적시에 서로에 대해 어떤 방법으로든 배치되는 몇 개의 액추에이터를 구비하며, 상기 시스템은 선행 기술에 따른 LS 시스템보다 분명히 에너지 효율적이다. 디지털 유압 시스템에서, 가용 압력 레벨과 힘의 생산의 필요에 따라서, 사용하기에 적합한 유요 영역을 각각의 액추에이터에서 선택하여 최소 에너지 소비로 원하는 힘의 생산과 운동 속도를 얻을 수 있다.
Digital hydraulic systems based on throttling-free control methods have several actuators in which the operating cycles are arranged in some way relative to each other in a timely manner, which system is clearly more energy efficient than the LS system according to the prior art. In a digital hydraulic system, depending on the requirements of the available pressure level and the production of the force, it is possible to select the actuating area suitable for use in each actuator to obtain the desired power production and speed with minimum energy consumption.

디지털 유압 시스템은 유효 영역을 이용하여 압력 제공 회로들에 적응하므로, 디지털 유압 시스템은 압력 제공 회로들 (충전 회로들)에서 압력 변화에 기인한 간섭에 민감하지 않다. 종래 시스템들과 신규 타입인 제시된 시스템 모두에서, 액추에이터들의 동력 요구가 충전 유니트의 동력 생산 용량을 초과하는 경우, 충전 회로들의 압력 레벨들은 훨씬 분명하게 가변될 수 있다. 제시된 디지털 유압 시스템에서, 충전 회로들의 압력은 일정한 한도내에서 자유롭게 가변하며, 조정성은 여전히 우수하고, 이러한 압력 가변은 에너지 소모에 크게 영향을 끼치지 않는다. 바람직하게는, 원하는 힘의 합을 얻기 위한 액추에이터의 작동 챔버들의 조합을 알아내기 위해 충전 회로들의 압력은 연속적으로 측정된다. 이렇게 하여, 소모된 에너지 양 또한 요구에 정확히 부합한다. 제시된 시스템에서, 충전 회로들의 압력 변화는, 정적인 부하력이 액추에이터의 힘의 생산 범위를 벗어날 정도로 변화가 강력한 경우에만 문제를 발생시킨다.
Because the digital hydraulic system adapts to the pressure providing circuits using the effective area, the digital hydraulic system is not sensitive to interference due to pressure changes in the pressure providing circuits (charging circuits). In both the conventional systems and the proposed system of the new type, the pressure levels of the charging circuits can be changed more clearly if the power requirements of the actuators exceed the power production capacity of the charging unit. In the proposed digital hydraulic system, the pressure of the charging circuits is freely variable within a certain limit, the tunability is still excellent, and this pressure variable does not significantly affect energy consumption. Preferably, the pressure of the charging circuits is continuously measured to determine the combination of actuating chambers of the actuator to obtain the sum of the desired forces. In this way, the amount of energy consumed also meets the requirements exactly. In the proposed system, the change in pressure of the charging circuits causes a problem only if the change is strong enough to cause the static load force to deviate from the production range of the actuator's force.

디지털 유압 시스템의 일례 IAn Example of Digital Hydraulic System I

도1 은 스로틀링 없는 제어 방법에 기초를 두고, 가압 매체, 충전 회로, 에너지 충전 유니트, 제어 인터페이스의 제어 밸브들에 의해 구동된 4개의 챔버를 가진 실린더 액추에이터로 구성된 디지털 유압 시스템의 일례를 도시한다.
1 shows an example of a digital hydraulic system based on a throttling-free control method, consisting of a pressurizing medium, a charging circuit, an energy charging unit, and a cylinder actuator having four chambers driven by control valves of a control interface .

상기 시스템은, 충전 회로로서, 하나의 HP 라인 (고압 라인, P라인) 3과 하나의 LP 라인 (저압 라인, T라인), 액추에이터의 챔버 A에 연결된 라인 5, 액추에이터의 챔버 B에 연결된 라인 6, 액추에이터의 챔버 C에 연결된 라인 7, 액추에이터의 챔버 D에 연결된 라인 8을 구비한다. 유압 동력은, 예를 들면, 아래에 그 작동이 설명될 충전 회로에 의해 충전 회로들 3, 4로 공급된다.
The system comprises, as a charging circuit, one HP line (high pressure line, P line) 3 and one LP line (low pressure line, T line), line 5 connected to chamber A of the actuator, line 6 connected to chamber B of the actuator A line 7 connected to the chamber C of the actuator, and a line 8 connected to the chamber D of the actuator. The hydraulic power is supplied to the charging circuits 3, 4, for example, by a charging circuit whose operation will be described below.

상기 시스템은 또한 HP라인과 LP라인으로의 각 챔버 연결을 제어하기 위한 제어 인터페이스를 구비한다. 즉, 제어 인터페이스 9 (HP/P-A 연결 제어), 제어 인터페이스 10 (A-LP/T), 제어 인터페이스 11 (HP/P-B), 제어 인터페이스 14 (C-LP/T), 제어 인터페이스 15 (HP/P-D), 제어 인터페이스 16 (D-LP/T)를 구비한다.
The system also has a control interface for controlling each chamber connection to the HP line and the LP line. A control interface 10 (A / LP / T), a control interface 11 (HP / PB), a control interface 14 (C-LP / T), a control interface 15 (HP / PD, and a control interface 16 (D-LP / T).

상기 시스템은 또한 HP 라인 3에 연결된 HP 축적기 17, LP 라인 4에 연결된 LP축적기 18을 구비한다. 이러한 예에서, 상기 시스템은 4개의 작동 챔버를 가진 컴팩트 액추에이터 23을 구비하며, 여기서 2개의 작동 챔버 (A, C)는 동일한 방향으로 작동하며 액추에이터 23으로 사용된 실린더를 확장하며, 2개의 작동 챔버 (B, D)는 반대방향으로 작동하며 그 실린더를 축소한다. 액추에이터 23은 A-챔버 19, B-챔버 20, C-챔버 21, D-챔버 22를 가진다. 액추에이터 23은 부하 L로 작동하는 대상에 유효하다.
The system also has an HP accumulator 17 connected to HP line 3, and an LP accumulator 18 connected to LP line 4. In this example, the system has a compact actuator 23 with four operation chambers, wherein the two operation chambers A, C operate in the same direction and extend the cylinder used for the actuator 23, (B, D) operate in the opposite direction and shrink the cylinder. The actuator 23 has an A-chamber 19, a B-chamber 20, a C-chamber 21, and a D-chamber 22. The actuator 23 is effective for the object operating with the load L.

HP라인은 고압 제어 인터페이스들 9, 11, 13, 15를 각각 통해 액추에이터의 작동 챔버 라인 5, 6, 7, 8로 갈라진다. LP라인은 저압 제어 인터페이스들 10, 12, 14, 16를 각각 통해 액추에이터의 작동 챔버 라인 5, 6, 7, 8로 갈라진다. 라인 5, 6, 7, 8은 각각 작동 챔버 19, 20, 21, 22로 직접 연결된다. 압력 제어 밸브는 필요한 경우 각 작동 챔버의 라인으로 연결될 수 있다. 상기 라인들과 제어 인터페이스들은 액추에이터 23의 제어를 위해 요구되는 제어 회로 40을 구성한다.
The HP line is divided into actuating chamber lines 5, 6, 7, 8 of the actuators via high pressure control interfaces 9, 11, 13, 15, respectively. The LP line is divided into the actuating chamber lines 5, 6, 7, 8 of the actuators via low pressure control interfaces 10, 12, 14, 16, respectively. Lines 5, 6, 7 and 8 are connected directly to the operating chambers 19, 20, 21 and 22, respectively. The pressure control valve can be connected to the line of each operating chamber as needed. The lines and control interfaces constitute the control circuit 40 required for the control of the actuator 23.

일례로 사용된 도1의 시스템에서, 액추에이터 23은, 작동 챔버들의 영역들에 대해서, 가장 작은 영역에 비례한 영역값이 2진 시스템 (1, 2, 4, 8, 16 등)의 가중 계수들을 따르도록, 그래서 액추에이터 23 또한 2진 부호화되도록 구성된다. 영역들의 2진 부호화는, 디지털 제어에 의한 힘 제어의 관점에서, 힘들이 균등하게 등급화되도록, 최소의 작동 챔버들을 이용해서 최대 수의 상이한 힘의 레벨들을 획득하기에 가장 유용한 방법이다. 액추에이터는 4개의 작동 챔버들을 가지고 있으며, 각각의 작동 챔버는 고압 상태 및 저압 상태로 불리는 두개의 상이한 상태 (두개의 상이한 힘 요소들에 대응하는)로 사용되며, 이때 HP 라인 3 또는 LP라인 4는 각 작동 챔버에 연결된다.
In the system of Figure 1 used as an example, the actuator 23 is configured such that, for regions of the actuating chambers, the region value proportional to the smallest region is the weighting factor of the binary system (1, 2, 4, 8, 16, So that the actuator 23 is also configured to be binary encoded. Binary encoding of regions is the most useful way to obtain the maximum number of different power levels using the least number of actuating chambers, so that forces are evenly graded in terms of force control by digital control. The actuator has four operation chambers, each of which is used in two different states (corresponding to two different force elements), called high pressure and low pressure, where HP line 3 or LP line 4 And is connected to each operation chamber.

작동 챔버들에 의해 생성된 힘 요소들 FA, FB, FC, FD 는 도1에 도시되어 있다. 상태 또한 제로 (0, 저압 상태) 와 일 (1, 고압 상태)로 나타낼 수 있다. 이러한 경우, 상태 조합의 수는2n 이 되며, 이때 n은 작동 챔버의 수이며, 작동 챔버의 16개의 서로다른 상태 조합을 상기 예에서 나타낼 수 있으며, 그러므로 16개의 상이한 힘의 합이 액추에이터에 의해 생성되고, 힘의 크기는 2진 부호화에 의해 가장 작은 크기부터 가장 큰 크기까지 균등하게 등급화된다. 2진 부호화에 의해 각 상태 조합에 의해 각 힘의 레벨이 생성되므로 중복 상태는 없다. 모든 작동 챔버들은 서로 상이하므로, 등가의 절대값을 가진 힘 요소들은 없다. 일예에서, 상이한 힘 요소들의 작동 방향은 일부 상반되며, 이들의 힘의 합은 LP및 HP회로들의 압력 레벨과 함께, 액추에이터에 의해 생성된 힘과 액추에이의의 작동 방향을 결정한다. 그러므로, LP 및 HP 압력 레벨을 조정함으로써, 액추에이터는 일 방향으로만 또는 두개의 반대 방향으로 힘의 합을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 힘의 합이 어느 방향으로 요구되는지 또는 어느 방향으로 사용되어질 필요가 있는가에 따라 달라진다.
The force components F A , F B , F C , and F D generated by the operating chambers are shown in FIG. The state can also be expressed as zero (0, low pressure state) and day (1, high pressure state). In this case, the number of state combinations is 2 n , where n is the number of actuating chambers and the 16 different states combinations of actuating chambers can be represented in the example, so that the sum of the 16 different forces is applied by the actuators And the magnitude of the force is evenly graded from the smallest magnitude to the largest magnitude by binary encoding. Since the level of each force is generated by each state combination by binary coding, there is no redundancy. Since all the operating chambers are different from each other, there are no force components with equivalent absolute values. In one example, the direction of operation of the different force components is somewhat contradictory, and their sum of forces, together with the pressure levels of the LP and HP circuits, determine the force generated by the actuator and the direction of its opposition to the actuators. Therefore, by adjusting the LP and HP pressure levels, the actuator can be used to generate a sum of forces in only one direction or in two opposite directions. This depends on the direction in which the sum of forces is required or in which direction it needs to be used.

다른 실시예에서, 충전 회로들은, 예를 들면 HP 라인 또는 LP 라인 또는 두 라인 모두는, 각각의 작동 챔버에 연결될 수 있다.
In another embodiment, the charging circuits, for example HP line or LP line, or both lines may be connected to the respective operating chambers.

도1의 시스템에 포함된 제어기는 액추에이터의 작동을 제어하며, 원하는 힘, 모멘트, 가속도, 각도 가속도, 속도, 각속도, 위치 또는 회전의 생성과 관련된 일련의 작동을 제공하기 위해 도1의 시스템을 제어하는 보다 큰 제어 시스템의 일부일 수 있다. 시스템이 몇 개의 액추에이터를 구비하는 경우, 각각의 액추에이터를 위한 각각의 제어기를 가진다. 안내값은 자동 또는 수동으로, 예를 들면, 조이스틱으로 주어진다. 제어 시스템은 일반적으로, 원하는 알고리즘을 따르며, 액추에이터 제어용 센서들로부터 필요한 측정데이터를 수신하는 프로그램된 프로세서를 구비한다. 제어 시스템은, 예를 들면, 시스템으로부터 요구되는 기능성에 따라 제어기를 제어한다.
The controller included in the system of Figure 1 controls the operation of the actuator and controls the system of Figure 1 to provide a series of operations related to the generation of desired forces, moments, accelerations, angular accelerations, velocities, angular velocities, Which may be part of a larger control system. If the system has several actuators, it has its own controller for each actuator. The guiding value is given automatically or manually, for example, as a joystick. The control system generally follows a desired algorithm and has a programmed processor that receives the necessary measurement data from the sensors for actuator control. The control system controls the controller according to the functionality required by the system, for example.

액추에이터가 상이한 힘의 합을 생성하도록 하며, 제어 인터페이스 9 내지 16을 실행할 수 있도록 하는 밸브의 상이한 결합 조합은, 밸브의 상이한 상태로 생성되는 힘의 합이, 예를 들면 2도에 도시한 바와 같이, 크기 순서대로 정렬되도록 제어기의 소위 제어 벡터에 정렬된다. 이것은, 2진 부호화된 영역을 가진 실린더 23의 경우에, 작동 챔버의 상태를 선택함에 있어서 4-비트 2진수를 증가시킴으로써 가능한데, 이때 네가티브 방향으로 유효한 작동 챔버 20, 22의 상태를 나타내는 비트들은 각각의 보수들로 변환된다. 작동 챔버들의 상태를 선택하고 액추에이터를 제어하기 위해 사용되는 2진수에서, 각 비트의 중요성은 작동 챔버들의 유효영역에 비례한다. 이러한 방법으로, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합은 상기 제어 벡터에서, 제어 벡터로부터 선택된 제어 조합의 인덱싱에 비례하여 제어된다. 제어 조합은 제어 인터페이스들의 제어 조합을 지칭한다.
The different combination of valves allowing the actuator to produce a sum of the different forces and allowing the control interfaces 9 to 16 to operate is such that the sum of the forces generated by the different states of the valve is, So-called control vectors of the controller are arranged in order of magnitude. This is possible by increasing the 4-bit binary number in the selection of the state of the operating chamber in the case of the cylinder 23 having the binary coded region, in which the bits indicating the states of the working chambers 20, 22 valid in the negative direction are Of the total. In the binary number used to select the state of the actuating chambers and to control the actuators, the importance of each bit is proportional to the effective area of the actuating chambers. In this way, the sum of the forces generated by the actuator is controlled in proportion to the indexing of the control combination selected from the control vector in the control vector. The control combination refers to a control combination of control interfaces.

도2는 도1의 시스템에 대응하여, 4개의 챔버를 가진 실린더 액추에이터의 상태표의 일례를 도시한다. 작동 챔버들의 유효 영역들은 2진 가중 계수로 부호화된다. A:B:C:D = 8:4:2:1. 상태표에는 하나의 상태에서 다음 상태로 진행할 때 상이한 압력하에서 유효 표면들이 변경되는 방법이 나타나 있다. 이러한 이유로, 액추에이터에 의해 생성된 힘 반응 또한 균등하게 등급화된다.
Fig. 2 shows an example of a state table of a cylinder actuator having four chambers, corresponding to the system of Fig. The effective regions of the operating chambers are encoded with binary weighting coefficients. A: B: C: D = 8: 4: 2: 1. The state table shows how the effective surfaces are changed under different pressures when proceeding from one state to the next. For this reason, the force responses generated by the actuators are also evenly graded.

컬럼 "U%" 에서, 상이한 제어를 위한 인덱스는 10진수로 주어진다. 컬럼 "dec 0...15" 에서, 작동 챔버들의 2진 상태 (HP, LP)로부터 형성된 2진수에 대응하는 10진수가 주어진다. 컬럼 A, B, C, D에서, 챔버들의 2진 상태들은 상태 비트 1이 고압 (HP)을 나타내고 상태 비트 0이 저압 (LP)을 나타내는 방식으로 표현된다. 컬럼 "a/HP"과 "a/LP"에서, 액추에이터의 HP와 LP 압력에 연결된 유효 영역들은, 상기 영역들의 비율이 충족된다는 전제하에, 비례수로 표시된다. 컬럼 "dec 0..0.255" 에서, 제어 인터페이스의 2진 상태로부터 형성된 2진수에 대응하는 10진수가 주어진다. 컬럼 A-LP, HP-A, B-LP, HP-B, C-LP, HP-C, D-LP, HP-D 은 각각의 제어 (1은 개방 0은 폐쇄)에 부합하는 제어 인터페이스들의 2진 상태들을 포함한다. 충전 회로들의 수가 증가하는 경우, 작동 챔버들의 상태 수를 증가시키면서, 예를 들면, 3진 시스템 (수 0, 1, 2), 4진 시스템 (수 0, 1, 2, 3) 또는 다른 방법으로 상태를 표시할 수 있음은 명백하다.
In the column "U% ", the indices for the different controls are given in decimal. In the column "dec 0 ... 15 ", a decimal number corresponding to the binary number formed from the binary states (HP, LP) of the operating chambers is given. In columns A, B, C, and D, the binary states of the chambers are represented in such a way that state bit 1 represents high pressure (HP) and state bit 0 represents low pressure (LP). In the columns "a / HP" and "a / LP ", the effective areas connected to the HP and LP pressures of the actuator are represented by a proportional number, provided that the ratios of the areas are satisfied. At column "dec 0..0.255", a decimal number corresponding to the binary number formed from the binary state of the control interface is given. The control interfaces corresponding to the respective controls (1 for open 0 is closed) are shown in columns A-LP, HP-A, B-LP, HP-B, C-LP, HP- And binary states. If the number of charging circuits is increased, it is possible to increase the number of states of the operating chambers, for example, by using a ternary system (numbers 0,1,2), a quadrature system (numbers 0,1,2,3) It is clear that the status can be displayed.

도 3은 도2에서 일례로 도시된 상태표에 나타낸 경우에 대한, 그리고 예를 들면, 도1에 따라 이상적으로 2진 부호화된 영역들을 가진 4-챔버 실린더를 위한 힘 그래프이다. 상기 보다 상세한 예에서, 실린더 피스톤의 직경은 85 mm, HP회로의 압력은 14 MPa, LP 회로의 압력은 1 MPa이다. 도3의 그래프중 위쪽 그래프는, 도2의 상태표에 따라 작동 챔버들을 HP 및 LP 회로에 결합하여 이루어지는 작업 챔버들의 상이한 결합 조합을 이용하여 달성되는, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합을 크기 순으로 도시한다.
FIG. 3 is a force graph for a case shown in the state table shown as an example in FIG. 2, and for a four-chamber cylinder having, for example, ideal binary coded regions according to FIG. In the above detailed example, the diameter of the cylinder piston is 85 mm, the pressure of the HP circuit is 14 MPa, and the pressure of the LP circuit is 1 MPa. The upper graph in the graph of FIG. 3 shows the sum of the forces generated by the actuators, which are achieved using different combinations of working chambers, in which the actuating chambers are coupled to the HP and LP circuits according to the state table of FIG. 2, .

아래쪽 도면에서는, 위쪽 곡선은 등급이 부여된 힘의 합을 연속 함수로서 나타냄으로써 액추에이터의 힘의 생산을 보여준다. 아래쪽 곡선은, 이 경우, 액추에이터의 확장을 억제하거나 확장에 저항하는 외부 부하력의 영향을, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합에 더함으로써 산출되는, 액추에이터의 피스톤 또는 피스톤 로드의 가속도에 비례한 유효력 생성을 도시한다. 부하력은 적용 사례에 따라, 또한 제어대상에 의해 발생한 부하에 따라 달라진다. 본 일례에서, 외부력의 억제는 부정적인것으로 간주된다. 즉, 이것은 유효력 곡선을 아래로 하강시키고, 외부 견인력은 유효력 곡선을 위로 상승시키며, 본 일례에서, 액추에이터의 확장을 촉진한다. 이러한 제어값에 대한, 또는 측정 유효력 또는 가속도가 제로인 제어값에 대한 근사값이 그래프로부터 도출된다. 제로 힘 포인트는 액추에이터에 의해 생성된 유효력이 제로인 기준값에 대한 근사치를 나타낸다. 제로 가속 포인트는 액추에이터의 이동부의 가속도가 제로인 제어값을 나타낸다. 실린더 액추에이터의 경우, 부하가 피스톤 로드에 연결되었다면, 이동부는 피스톤과 피스톤 로드이며 프레임은 움직이지 않는다. 반면, 부하가 프레임에 연결되었다면, 이동부는 피스톤과 피스톤 로드에 대해 상대적으로 움직이는 프레임이다. 2진 액추에이터의 경우, 도3의 곡선은 1차 다항식인 연속 함수, 즉 직선이다.
In the lower figure, the upper curve shows the production of the actuator force by representing the sum of the rated forces as a continuous function. The downward curve shows that in this case, the curve proportional to the acceleration of the piston or piston rod of the actuator, which is calculated by adding the influence of the external load force resisting the expansion or resisting the expansion of the actuator to the sum of the forces generated by the actuator, Showing the effect generation. The load power depends on the application case and the load generated by the control target. In this example, inhibition of external forces is considered negative. That is, it lowers the effluent curve, and the external traction raises the effluent curve upward, in this example, to promote the expansion of the actuator. An approximation to this control value, or to a control value whose measurement effect or acceleration is zero, is derived from the graph. The zero force point represents an approximation to a reference value whose zero-flow efficiency is generated by the actuator. The zero acceleration point represents a control value at which the acceleration of the moving part of the actuator is zero. In the case of cylinder actuators, if the load is connected to the piston rod, the moving part is the piston and the piston rod, and the frame is not moving. On the other hand, if the load is connected to a frame, the moving part is a frame that moves relative to the piston and the piston rod. In the case of a binary actuator, the curve in Fig. 3 is a linear function, that is, a straight line, which is a first order polynomial.

디지털 유압 시스템의 일례 An Example of Digital Hydraulic System IIII

도 11은 스로틀링없는 제어 방법에 기초한 디지털 유압 시스템인 시스템의 일례를 도시한다. 또 다른 실시예의 시스템은 도 11의 하나 이상의 액추에이터를 구비한다. 대응 요소가 있는 경우 도11의 구성요소들의 참조 부호는 도1의 구성요소들의 참조 부호와 대응된다. 이렇게 하여, 스로틀링없는 제어 방법에 기초한 디지털 유압 액추에이터를 적용한 시스템이 된다. 상기 시스템은 적어도 하나의 액추에이터 (23)와 둘 이상의 충전회로들 (3, 4, 121)을 구비하며, 이 구성요소들로부터 유압력은 액추에이터 (23)의 작동 챔버들로 공급된다. 액추에이터 (23) 과 제어 회로 (40, DACU)는 에너지 충전 유니트의 일부로 사용될 수 있으며, 일 례로서, 스프링 (113) 또는 로드 (L)에서의 위치 에너지 충전을 들수 있다. 부하 (L)는 예를 들면 힘 제어에 의해 제어되는 부하를 지칭한다. 하나 이상의 충전 회로들은 에너지 충전 유니트의 일부로 사용되는 각 액추에이터에 결합된다. 둘 이상의 충전 회로들은 또 다른 부하를 제어하는 각 액추에이터에 연결된다. 충전 회로는 최소한 필요한 제어 인터페이스 (도1 참조)를 구비한 제어 회로에 의해 액추에이터에 연결되며, 이로써, 각 작동챔버는 충전 회로에 연결될수 있으며, 일반적으로 상기 연결은 폐 연결이다. 바람직하게는, 액추에이터의 모든 작동 챔버는 폐쇄되어 있으며 시스템에 속한 모든 충전 회로에 연결될 수 있다. 각 제어 인터페이스는 예를 들면, 하나 이상의 온/오프 타입 밸브들로 실행된다. 밸브들은 필요한 라인들을 구비한, 예를 들면, 밸브 블록에 배치된다.
Fig. 11 shows an example of a system which is a digital hydraulic system based on a throttling-free control method. The system of yet another embodiment includes one or more actuators of FIG. When there is a corresponding element, the reference numerals of the elements in Fig. 11 correspond to the reference numerals of the elements in Fig. Thus, a digital hydraulic actuator based on a throttle-free control method is applied. The system comprises at least one actuator 23 and at least two charging circuits 3, 4, 121 from which the oil pressure is supplied to the operating chambers of the actuator 23. Actuator 23 and control circuit 40, DACU may be used as part of an energy charging unit, and may, for example, be a potential energy charge in spring 113 or rod L. The load L refers to, for example, a load that is controlled by force control. One or more charging circuits are coupled to each actuator used as part of the energy charging unit. Two or more charge circuits are connected to each actuator that controls another load. The charging circuit is connected to the actuator by means of a control circuit having at least the necessary control interface (see FIG. 1), whereby each of the operating chambers can be connected to a charging circuit, which is generally a closed connection. Preferably, all of the actuating chambers of the actuators are closed and may be connected to all the charging circuits belonging to the system. Each control interface is implemented, for example, with one or more on / off type valves. The valves are arranged in the valve block, for example, with the necessary lines.

각각의 제어 회로 (40)는 각각의 제어기와 함께 디지털 가속 제어 회로 (DACU)를 구성한다. 제어기의 보다 상세한 작동 방법과 제어 알고리즘은 액추에이터의 적용에 따라 달라진다. 도면에서, 상기 유니트에 연결될 충전 회로들은 참조 부호 HPi, MPi, LPi 로 나타내며, 이때 i는 정수이다. 액추에이터의 부호에 포함된 화살표는 상이한 압력 레벨과 유효 영역에 기초한 조정성을 나타낸다. 제어기 실행의 일례는 도 5에 도시된다.
Each control circuit 40 constitutes a digital acceleration control circuit (DACU) together with each controller. More detailed operating methods and control algorithms of the controller depend on the application of the actuator. In the figure, the charging circuits to be connected to the unit are denoted by HPi, MPi, LPi, where i is an integer. Arrows included in the sign of the actuators indicate adjustability based on different pressure levels and effective areas. An example of controller execution is shown in Fig.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 시스템은 충전 유니트 (110)에 연결된 충전 회로 (3, 4)에 필요한 유압력을 생성하는 적어도 하나의 충전 유니트 (110)를 구비한다. 하나 이상의 충전 유니트들은 각 충전 회로에 연결되거나, 다른 충전 회로를 통해서 또는 다른 방법으로 (예를 들면, 도 11의 압력 컨버터 (112) 또는 도 12의 펌프 압력 컨버터 (122)) 간접적으로 유압을 공급받는 충전 유니트인 경우 (예를 들면, HPia, HPia, LPia (i는 정수)로 표시되는 충전 유니트 (116, 117))는 충전 유니트에 연결되지 않는다. 충전유니트 (110)는, 예를 들면, 종래 유압 펌프와 그의 드라이브를 구비한 유압 펌프 유니트 (112)를 가진 하나 이상의 펌프 유니트 (111)를 구비한다.
As shown in FIG. 11, the system includes at least one charging unit 110 for generating the required fluid pressure in the charging circuit 3, 4 connected to the charging unit 110. The one or more charging units may be connected to each charging circuit or indirectly through another charging circuit or indirectly (for example, the pressure converter 112 of FIG. 11 or the pump pressure converter 122 of FIG. 12) In the case of a receiving charging unit (for example, charging units 116 and 117 indicated by HPia, HPia, LPia (i is an integer)) are not connected to the charging unit. The charging unit 110 includes, for example, at least one pump unit 111 having a conventional hydraulic pump and a hydraulic pump unit 112 having its drive.

펌프 유니트가, 병렬 결합된 몇 개의 유압 펌프 또는 불균등 용량을 가진 최소한 하나의 펌프를 구비한 경우, 상기 용량은 서로 무관하게 제어되며, 유압력은 상이한 압력 레벨을 가진 충전 회로들 간에 동시에 전달된다.
When the pump unit has several hydraulic pumps connected in parallel or at least one pump with unequal capacity, the capacities are controlled independently of each other, and the oil pressure is simultaneously transferred between the charging circuits having different pressure levels.

충전 회로 (110)는 제어 및 안전 밸브 시스템 (124)를 구비하며, 이로써 펌프 유니트의 각 라인은, 본 일례에서는 펌프 유니트의 라인 (119, 118)은, 서로 독립적으로 시스템에 포함된 모든 충전 회로 또는 탱크 라인 및 탱크 (T)에 연결될 수 있다. 제어 및 안전 밸브 시스템 (124)를 이용하여, 충전 회로 내에서 또는 펌프 유니트의 라인내에서 압력 레벨이 너무 높게 상승하지 않도록 제어된다.
The charging circuit 110 is provided with a control and safety valve system 124 whereby each line of the pump unit is connected to a respective one of the charging circuits 110, Or to the tank line and the tank (T). The control and safety valve system 124 is used to control so that the pressure level does not rise too high within the charging circuit or within the line of the pump unit.

시스템이, 동일한 충전 유니트에 연결되지 않은 충전 회로들을 구비한 경우, 에너지는, 예를 들면, 압력 컨버터를 이용하여 상기 충전 회로들간에 전달된다. 일 예로서, 도 11의 충전 회로 HPi and HPia 가 언급되었으며, 여기에서 두 개 이상의 충전 회로들로부터 압력 컨버터를 통해 둘 이상의 충전 회로들에게로 동시에 에너지 전달이 가능하다.
If the system has charging circuits that are not connected to the same charging unit, the energy is transferred between the charging circuits using, for example, a pressure converter. As an example, the charging circuits HPi and HPia of FIG. 11 have been mentioned wherein energy transfer from two or more charging circuits to the two or more charging circuits simultaneously through a pressure converter is possible.

하나 이상의 에너지 충전 유니트들은 각각의 충전 회로에 연결될 수 있다. 에너지 충전 유니트는, 위치 에너지의 형태로, 예를 들면, 부하 (L) 또는 스프링 (113) 상에 에너지를 충전하는, 예를 들면, 종래의 축압기 (17, 18) 또는 디지털 실린더 액추에이터 (23)이다. 에너지는 압축가능한 가스 또는 에너지의 다른 형태로 위치 에너지로서 충전된다. 충전 회로들의 압력은 에너지 충전 유니트와 충전 유니트에 의해 원하는 레벨로 유지된다.
One or more energy charging units may be connected to each charging circuit. The energy charging unit may be a conventional accumulator 17 or 18 or a digital cylinder actuator 23 that charges energy in the form of position energy, for example, a load L or spring 113 )to be. The energy is charged as potential energy into a compressible gas or other form of energy. The pressure of the charging circuits is maintained at a desired level by the energy charging unit and the charging unit.

스로틀링없는 제어에 기초한 디지털 유압 액추에이터와, 스로틀링 제어 밸브에 의해 제어되는 종래 액추에이터는 둘다 도 13c와 13d에 도시한 바와 같이 각각의 충전 회로에 결합된다. 도13c와 13d
Digital hydraulic actuators based on throttling-free control and conventional actuators controlled by throttling control valves are both coupled to respective charging circuits as shown in Figures 13c and 13d. Figures 13c and 13d

또한, 하나 이상의 서브 회로들은, 압력 컨버터 또는 펌프 압력 컨버터로 적용되는 디지털 유압 액추에이터를 이용하여 각각의 충전 회로에 연결될 수 있다 서브 회로는 그 무정전 작동이, 다른 충전 회로로부터 유입된 에너지에 따라 좌우되는 충전 회로이다. 다른 사항들에서는, 다른 충전 회로들에 적용된 동일한 원리가 서브 회로들에 적용된다.
In addition, one or more subcircuits may be connected to each charging circuit using a digital hydraulic actuator, which may be a pressure converter or a pump pressure converter. The subcircuit may be configured such that its uninterrupted operation is dependent on the energy input from other charging circuits It is a charging circuit. In other respects, the same principles applied to other charging circuits apply to subcircuits.

충전 charge 유니트Unit

이제, 충전 유니트 (110)의 작동에 대해 설명한다. 유압 펌프 유니트 (120)는, 하나의 흡입 라인과 하나의 가압 라인을 구비한 종래 유형 또는 종래 펌프 모터인 하나 이상의 유압 펌프 또는 펌프 모터들을 구비하거나, 제어에 따라 흡입 라인 및 가압 라인 모두로 사용되는 몇 개의 라인을 구비한 디지털 유압 모터들 또는 펌프 모터들을 구비한다. 본 예에서, 라인 (119)은 체적 유량을 수신하는 종래 유압 펌프의 흡입라인이며, 라인 (118)은 체적 유량을 전달하는 압력 라인이다. 제어 및 안전 밸브 시스템 (124)의 기능은, 가압 매체를 전달해줄 충전회로로 라인 (119)을 연결하는 것이며, 가압 매체와 유압력이 공급될 충전 회로로 라인 (118)을 연결하는 것이다.
Now, the operation of the charging unit 110 will be described. The hydraulic pump unit 120 may include one or more hydraulic pumps or pump motors, which are conventional type or conventional pump motors with one suction line and one pressure line, or may be used both as suction line and pressure line Digital hydraulic motors or pump motors with several lines. In this example, line 119 is a suction line of a conventional hydraulic pump that receives a volumetric flow rate, and line 118 is a pressure line that carries a volumetric flow rate. The function of the control and safety valve system 124 is to connect the line 119 to a charging circuit for delivering the pressurized medium and to connect the line 118 to the pressurized medium and the charging circuit to which the hydraulic pressure is to be supplied.

제어 유니트하에서, 충전 유니트 (110)의 펌핑 알고리즘은 일반적으로, 라인 (118)이 항상 이러한 충전회로에 연결되는 원리에 의해 작용하며, 이때, 목표 압력 창 또는 목표 압력의 최소값으로부터의 상대적인 압력 이탈이 가장 크다. 이에 상응하는 방식으로, 라인 (119)은 이러한 충전 회로에 항상 연결되며, 이때, 목표 압력 창 또는 목표 압력의 최대값으로부터의 상대적 압력 초과가 가장 높다. 충전 회로의 압력이 최대값 또는 대응하는 목표 압력 창의 목표 압력을 초과하지 않는 경우, 라인 (119)은 탱크 라인 (탱크 T)에 연결되며, 이에 대응되는 방식으로, 라인 (118)은 이러한 충전 회로에 연결되며, 이때 목표 압력 창 또는 목표 압력의 최소값으로부터의 상대적인 압력 이탈이 가장 크다. 모든 충전 회로의 압력이 최대값 또는 대응하는 목표 압력 창의 목표 압력을 초과하는 경우, 라인 (118)은 탱크 라인 (탱크 T)에 연결되며, 이에 대응되는 방법으로, 라인 (119)은 이러한 충전 회로에 연결되며, 이때 목표 압력 창의 최대값으로부터의 상대적인 초과가 가장 높다. 이 경우에, 에너지는 충전 회로로부터 펌프 유니트 (111)를 통해, 예를 들면, 운동 에너지로 전달되거나, 충전 회로로부터 펌프 유니트 (111)를 통해 전달되어, 예를 들면, 발전기 및 충전가능한 배터리를 이용한 전기 에너지 생산을 위해 사용된다.
Under the control unit, the pumping algorithm of the charging unit 110 is generally effected by the principle that the line 118 is always connected to such a charging circuit, where the relative pressure deviation from the minimum of the target pressure window or target pressure It is the largest. In a corresponding manner, the line 119 is always connected to this charging circuit, at which time the relative pressure from the maximum of the target pressure window or target pressure is highest. If the pressure of the charging circuit does not exceed the maximum value or the target pressure of the corresponding target pressure window, the line 119 is connected to the tank line (tank T), and in a corresponding manner, Where the relative pressure deviation from the minimum of the target pressure window or target pressure is greatest. The line 118 is connected to the tank line (tank T), and in a corresponding manner, the line 119 is connected to this charging circuit (tank T) when the pressure of all the charging circuits exceeds the maximum value or the target pressure of the corresponding target pressure window. , Where the relative excess from the maximum value of the target pressure window is the highest. In this case, the energy is transferred from the charging circuit through the pump unit 111, for example by kinetic energy, or transferred from the charging circuit through the pump unit 111, for example to the generator and the rechargeable battery It is used for electric energy production.

펌프 유니트 (111)의 진동을 방지하기 위해, 커플링은 충분히 긴 시간간격을 두고, 예를 들면, 최소한 1초의 커플링 주기로, 변경된다. 하나의 충전 회로의 압력이 목표 압력 또는 목표 압력 창과 다른 경우, 목표 압력이 달성되는 범위내에서 라인 (118)은 연결된 상태로 유지된다. 모든 충전 회로들의 압력들이, 대응 목표 압력 창들의 최소값 이하에 머무는 경우, 압력들은 상기 알고리즘에 의해, 또한, 압력간의 관계를 대응 목표 압력들간의 관계와 동일하게 유지함으로써, 교호 연결된다. 이렇게 하여, 충전 회로가 아직 충전 단계에 있고 목표 압력이 아직 달성되지 않아도, 액추에이터들의 성능은 양호하게 유지된다. 압력들이 대응 목표 압력들로부터 다른 방향으로 이탈되는 경우, 가압 매체는 충전 회로로부터 제거되며, 이때, 압력 레벨의 목표 압력의 상대적인 초과가 가장 높으며, 가압 매체는 충전 회로로 공급되며, 이때, 목표 압력으로부터의 압력 레벨의 상대적인 부족이 가장 높다.
In order to prevent the vibration of the pump unit 111, the coupling is changed at a sufficiently long time interval, for example, at a coupling period of at least 1 second. If the pressure of one of the charging circuits differs from the target pressure or target pressure window, the line 118 remains connected within the range in which the target pressure is achieved. If the pressures of all the charging circuits remain below the minimum value of the corresponding target pressure windows, the pressures are alternately connected by the algorithm and also by keeping the relationship between the pressures the same as the relationship between the corresponding target pressures. In this way, the performance of the actuators remains good even though the charging circuit is still in the charging phase and the target pressure is not yet achieved. When the pressures are deviated from the corresponding target pressures in the other direction, the pressurizing medium is removed from the charging circuit, at which time the relative excess of the target pressure of the pressure level is highest and the pressurizing medium is supplied to the charging circuit, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

부하를 이동하기 위한 다량의 힘을 액추에이터가 직접적으로 요구하는 상황에서, 소정의 충전 회로의 충전은 잠시 동안 또는 영원히, 다른 회로들의 충전보다 우선처리되거나, 소정의 충전 회로는 상기 액추에이터에 의해 사용되기 위해 결합된다. 제어 유니트는 충전 유니트 (110)에서 상기 동작을 실행하도록 구성되어 있으며, 적절한 제어 신호에 의해, 또한, 상이한 가압 회로들의 압력 측정치를 특히 포함하는 측정치를 기초로 그 구성요소들을 제어한다. 충전 회로들과 충전 유니트의 라인들은 바람직하게는 제어 유니트에 연결된 압력 센서를 구비한다.
In situations where the actuator directly requires a large amount of force to move the load, the charging of a given charging circuit may be prioritized over the charging of other circuits for a while or permanently, or some charging circuit may be used by the actuator Lt; / RTI > The control unit is configured to perform the above operation in the charging unit 110 and controls the components based on a measurement, which in particular also comprises pressure measurements of the different pressure circuits, by means of appropriate control signals. The charging circuits and the lines of the charging unit preferably comprise a pressure sensor connected to the control unit.

디지털 유압 액추에이터의 제어기Controller of digital hydraulic actuator

다음은 시스템을 제어하기 위해 사용되는 제어기에 대해 설명할 것이며, 이 제어기는 액추에이터를 이용하여 부하를 제어하기 위해 필요한 제어값을, 기준값을 이용하여 계산한다. 이 경우, 제어값은 제어 인터페이스들의 상태와 그들의 제어 밸브들의 상태를 나타내는 값이다.
The following will describe the controller used to control the system, which uses the reference value to calculate the control value required to control the load using the actuator. In this case, the control value is a value indicating the state of the control interfaces and the state of the control valves thereof.

몇 개의 가능한 제어기 운영방법이 있으며, 그중 적절한 몇가지는 여기에서 제시될 것이다. 제어기가 제어 인터페이스의 최적 상태, 즉, 제어 밸브들의 위치 (개방 또는 폐쇄)를 계산한다는 것은 상이한 제어기들의 공통된 특징이다. 제어 계산은 소정의 기준값과 측정된 변수를 기초로 실행된다. 제어기의 디지털 출력은 제어 밸브들의 위치를 설정하기 위해 사용된다.
There are several possible controller operating methods, some of which will be presented here. It is a common feature of the different controllers that the controller calculates the optimal state of the control interface, i.e., the position (open or closed) of the control valves. The control calculation is performed based on the predetermined reference value and the measured variable. The digital output of the controller is used to set the position of the control valves.

제어 인터페이스들의 상태들이 2진수 0과1에 의해 표시될 때, 출력 조합들의 수는 총 2n 이며, 여기에서 n은 출력의 수이다. HP회로와 LP회로 모두가 동시에 동일한 작동 챔버에 결합되는 상황은 허용되지 않으므로 이러한 조합들중, 일부만 사용된다. 상기 상황은, 예를 들면, HP회로로부터 LP회로로의 단락 유량과, LP회로와 HP회로 모두의 압력으로부터 작동 챔버 (20)의 압력의 이탈을 유도할 수 있는, 제어 인터페이스 (11)(HP-B)와 제어 인터페이스 (12)(B-LP)가 모두 개방된 상태를 의미한다. 단락 유량은 피해야 할 상황인 에너지 손실을 초래한다. 본 발명의 조정 방법은, 시스템의 운동 상태가 무단 (stepless) 방식으로 하나의 제어 밸브에 의해 제어되는 비례 조정과는 실질적으로 상이하다.
When the states of the control interfaces are represented by binary numbers 0 and 1, the number of output combinations is a total of 2 n , where n is the number of outputs. Only some of these combinations are used, since situations in which both the HP circuit and the LP circuit are coupled to the same operating chamber at the same time are not allowed. This situation can be solved by a control interface 11 (HP) which is capable of inducing a short circuit flow from the HP circuit to the LP circuit and a deviation of the pressure of the operating chamber 20 from the pressure of both the LP circuit and the HP circuit, -B) and the control interface 12 (B-LP) are both opened. Short-circuit flow results in energy loss, a situation that must be avoided. The adjustment method of the present invention is substantially different from the proportional adjustment in which the motion state of the system is controlled by a single control valve in a stepless manner.

제어기 (24)의 작동은, 시스템 시뮬레이션에 적합한 개략도 수준인 도면에 도시되어 있다. 개략도에 도시된 원리에 기초하여, 이 분야의 전문가는, 부하를 제어하는 시스템에 연결된 필요한 제어기 장치 (제어 알고리즘/제어 소프트웨어)를 설계하고 실행할 수 있다. 이것은 일반적으로, 신호 처리에 적합하고 소프트웨어에 의해 제어되어 소정의 컴퓨팅 알고리즘을 실행하는 프로세서이다. 제어기는 신호들을 수신 및 생성하기 위해 필요한 입력들 및 출력들을 구비한다. 제어기는 디지털 가속 제어 유니트 (DACU)의 일부를 형성한다.
The operation of the controller 24 is shown in the figure at a schematic level suitable for system simulation. Based on the principles shown in the schematic, an expert in this field can design and execute the necessary controller devices (control algorithm / control software) connected to the system for controlling the load. This is generally a processor suitable for signal processing and controlled by software to execute a given computing algorithm. The controller has inputs and outputs necessary for receiving and generating signals. The controller forms part of a digital acceleration control unit (DACU).

본 명세서에서 제어 계수를 설명할 때, 도4에 도시되고, 출력 변수 (Out1)가 일부 제어 변수로 조정된 조건들 P(증폭), I(적분), D(미분) 의 합이 되도록 입력 변수 (In1)를 조정하는 것으로 알려진 수단에 대한 언급이 이루어진다. 일반적으로 상기 입력은 측정값을 기초로 세트값 또는 기준값으로부터 산출된 나머지이다. 효율성을 위한 보다 정확한 수치는 실증적으로 또는 제어기의 조정과 연계한 계산에 의해 얻을 수 있다.
In describing the control coefficients in this specification, the input variable (output) is calculated so as to be the sum of the conditions P (amplification), I (integration) and D (differential) A reference is made to a means known to adjust the In1. In general, the input is a remainder calculated from a set value or a reference value based on the measured value. More accurate figures for efficiency can be obtained empirically or by calculations in conjunction with controller tuning.

도5는 도1세 도시한 4-작동챔버 액추에이터용 제어기 (24)를 도시한다. 대응 제어기는 대응 부호화된 작동 챔버 영역을 가진 액추에이터나 액추에이터 유니트에 적용될 수 있다. 제어기 (24)의 원리는 4-챔버 또는 2진 부호화된 액추에이터 이외의 것으로 확장될 수 있다.
FIG. 5 shows a controller 24 for the four-operation chamber actuator shown in FIG. The corresponding controller can be applied to an actuator or an actuator unit having a corresponding coded operating chamber region. The principle of the controller 24 may be extended to other than a four-chamber or binary encoded actuator.

액추에이터에 의해 제어기로 생성된 힘에 대한 데이터뿐 아니라 가속 데이터의 피드백 결합에 의해, 힘제어 시스템은 가속제어될 수 있다. 이에 기초하여, 부하력에 상관없이 액추에이터를 원하는대로 가속할 수 있는, 제어에 대해 제로 가속을 생성하는 보상 조건을 산출할 수 있다.
By feedback combination of acceleration data as well as data on forces generated by the controller by the actuator, the force control system can be accelerated. Based on this, it is possible to calculate the compensation condition for generating zero acceleration for the control, which can accelerate the actuator as desired regardless of the load force.

가속제어 시스템은, 속도 기준값을 제어기에 제공하고 이 속도 기준값을 액추에이터로부터 측정된 속도 데이터와 비교함으로써 (속도 피드백) 속도제어될 수 있다. 이렇게 하여, 액추에이터에 의해 생성된 힘은 속도차 변수, 즉, 속도 기준값과 실제값의 차이, 또는 속도 데이터에 비례하여 비교된다. 상기 차이 변수는 도4에 도시한 부재에 의해 조정된다.
The acceleration control system may be speed controlled by providing a speed reference value to the controller and comparing the speed reference value with the speed data measured from the actuator (speed feedback). In this way, the force generated by the actuator is compared with the speed difference variable, i.e., the difference between the speed reference value and the actual value, or in proportion to the speed data. The difference variable is adjusted by the member shown in Fig.

속도제어 시스템은, 위치 기준값을 제어기에 제공하고 이 위치 기준값을 액추에이터로부터 측정된 위치 데이터와 비교함으로써 위치제어될 수 있다. 이렇게 하여, 속도 시스템에 입력될 액추에이터의 속도 기준값은, 위치 차이 변수, 즉, 위치 기준값과 실제값과의 차이에 비례하여 조정된다. 액추에이터의 힘 제어에 기초하여 이러한 방법으로 실행된 위치 제어 시스템은 소위 2차 제어 시스템의 일 례이다.
The speed control system can be position-controlled by providing a position reference value to the controller and comparing the position reference value with the position data measured from the actuator. In this way, the velocity reference value of the actuator to be input to the velocity system is adjusted in proportion to the difference between the position difference variable, i.e., the position reference value and the actual value. The position control system implemented in this way based on the force control of the actuator is an example of a so-called secondary control system.

도5의 제어기 (24)는 액추에이너틔 위치를 조정하고, 2차 제어를 수행하고, 산출된 제어값을 제어 인터페이스들의 상태 조합으로 변환한다. 제어기는 액추에이터의 위치에 대한 기준값 (26)과 위치 데이터 (27)를 입력받아, 그들 사이의 차이, 즉, 위치 차이 변수를 계산한다. 위치 차이 변수는 위치 제어 블록 (61)에서 조정되어 (위치 제어 계수) 도4에 도시된 부재 (25)에 의해 속도 기준값 (28)을 형성한다. 속도 데이터 (29)를 속도 지침값 (28)으로부터 감산해서, 속도 차이 변수를 획득한다. 속도 차이 변수는 도4에 도시된 부재 (25)에 의해 속도 제어 블록 (38)에서 조정되어 (속도 제어 계수), 예를 들면, -1에서 +1까지의 범위에서 포화되고 제어 컨버터 (32)로 입력된 힘 제어값 (31)을 형성한다. 이런 방법으로 조정된 제어값은 추가로 용이하게 조정되어 제어 인터페이스의 제어값들을 형성한다. 속도 제어 블록 (30)의 계수에서 I-조건이 제로이면, 즉, 적분 제어가 사용되지 않는 경우, 제어값 (31)은 원하는 가속에 비례하며, 이때 제어값 (31)을 상대 가속 제어값이라고 한다. 적분 제어가 사용되는 경우, 제어값 (31)은 원하는 힘의 생산에 비례한 변수에 근사하며, 부하력을 보상하기 위한 조건이 더 이상 제어에 추가되지 않는다.
The controller 24 of FIG. 5 adjusts the actuator inner position, performs the secondary control, and converts the calculated control value into a state combination of the control interfaces. The controller receives the reference value 26 and the position data 27 for the position of the actuator, and calculates a difference between them, that is, a position difference variable. The position difference variable is adjusted in the position control block 61 (position control coefficient) to form the speed reference value 28 by the member 25 shown in Fig. The speed data 29 is subtracted from the speed instruction value 28 to obtain the speed difference variable. The speed difference variable is adjusted in the speed control block 38 (speed control coefficient) by the member 25 shown in FIG. 4 to be saturated in the range of, for example, -1 to +1, To thereby form a force control value 31 that is input to the control unit. The control values adjusted in this way are further easily adjusted to form control values of the control interface. If the I-condition in the coefficient of the speed control block 30 is zero, that is, if the integral control is not used, the control value 31 is proportional to the desired acceleration, and the control value 31 is referred to as a relative acceleration control value do. When integral control is used, the control value 31 approximates a variable proportional to the production of the desired force, and the condition for compensating the load force is no longer added to the control.

제어 컨버터 (32)의 기능은 주로 제어값 (31)을 제어 인터페이스들의 2진 제어로 변환하는 것이다. 적분 제어가 사용되지 않는 경우, 상기 기능을 위해서는, 제어 컨버터는 액추에이터에 유효한 부하력에 대한 정보가 필요하며, 제어할 부하에 비례한 조건을 추가하여 원하는 가속을 만족시킨다. 또한, 제어 컨버터 (32)는 위치 차이 변수 (33)에 대해 실시간 센서 데이터로 획득한 데이터, 속도 데이터 (29), 속도 차이 변수 (34)를 검토하여, 그 검토결과를 바탕으로, 예를 들면, 모든 제어 인터페이스를 폐쇄함으로써 시스템을 잠금 위치에 두어야 하는지에 대한 판단을 한다. 예를 들면, 소정의 위치 기준값 (26) 또는 제로 속도가 충분한 정확성을 가지고 달성되는 경우, 밸브들의 상태를 변경하기 위해서는 에너지가 소모되기 때문에 제어를 계속할 필요가 없다. 제어 컨버터 (32)는 사용될 잠금 상태의 유형에 대한 기준값 (35)을 필요로 한다. 대체안들로는, 예를 들면, 1) 어떠한 경우에든 잠금상태를 사용하지 않음, 2)항상 수동으로 잠금 (오버라이드(override) 유형에서는 이를 "강제로" 라고함), 3) 위치 제어의 필요에 의해 잠금, 4) 속도 제어의 필요에 의해 잠그는 방법이 있다.
The function of the control converter 32 is mainly to convert the control value 31 into binary control of the control interfaces. If integral control is not used, for this function, the control converter needs information about the load force available to the actuator, and adds a condition proportional to the load to be controlled to satisfy the desired acceleration. The control converter 32 also examines the data obtained by the real-time sensor data, the speed data 29 and the speed difference variable 34 with respect to the position difference variable 33, and based on the examination result, , And determines whether the system should be placed in the lock position by closing all control interfaces. For example, if the predetermined position reference value 26 or the zero velocity is achieved with sufficient accuracy, it is not necessary to continue the control because energy is consumed to change the state of the valves. Control converter 32 needs reference value 35 for the type of lock condition to be used. Alternatives include, for example, 1) no lock state is used in any case, 2) always lock manually (this is called "forced" in override type), 3) , And 4) there is a way to lock by the need of speed control.

제어 컨버터 (32)의 기능은, 예를 들면, 각 컨버터가 단일 액추에이터의 제어 인터페이스를 제어하도록, 몇 개의 개별 컨버터로 분리될 수 있다. 가속을 위한 제어값 (31), 즉, 상대적인 힘 제어값은, 부하 상황에 따라 원하는 가속에 대응하는 위치들을 산출하는 모든 컨버터들에 입력될 수 있다.
The function of the control converter 32 can be divided into several individual converters, for example, so that each converter controls the control interface of a single actuator. The control value 31 for acceleration, that is, the relative force control value, may be input to all converters that calculate positions corresponding to the desired acceleration depending on the load situation.

또는, 제어 컨버터의 기능은 제어기의 주 레벨상의 모듈 부분들로 분리될 수 있다. 이렇게 하여, 제어 컨버터의 부분들에 입력되기전에 시스템으로부터 획득된 몇 개의 변수들에 기초하여 개별적으로 조정되는, 벡터값 제어를 위한 공통적인 동작이 실행되는 방법으로 제어 컨버터의 동일한 부분들에서 몇 개의 액추에이터들을 제어하는 것이 가능하다. 또는, 다양한 제어 벡터들, 즉, 제어 변환표를 이용하여 시스템의 단일 공통 개별 제어로부터 동일한 제어 컨버터내에서 몇 개의 액추에이터들을 제어하는 것이 가능하다.
Alternatively, the function of the control converter can be separated into module parts on the main level of the controller. In this way, in the same way that a common operation for vector value control is performed, which is adjusted individually based on several variables obtained from the system before being input to the parts of the control converter, several It is possible to control the actuators. Alternatively, it is possible to control several actuators in the same control converter from a single common individual control of the system using various control vectors, i. E. A control conversion table.

지연 블록 (36)이 필요하지는 않으나, 제어 인터페이스의 밸브들의 기능에 유효한 최적화를 실행하기 위해 사용될 수는 있다. 예를 들면, 지연 블록 (36)의 기능은 디지털 제어의 상승 에지상의 밸브들의 제어값들 (37)의 변경을 지연시키는 것이며, 필요한 경우, 에너지 소모의 측면에서 유용하다면 제어 인터페이스의 개방을 제어하는 것이다. 필요한 지연들은, 예를 들면, 액추에이터의 속도 데이터 (29)를 기초로 계산된다.
The delay block 36 is not required, but may be used to perform optimization that is effective for the function of the valves of the control interface. For example, the function of the delay block 36 is to delay the modification of the control values 37 of the valves on the rising edge of the digital control and, if necessary, control the opening of the control interface will be. The necessary delays are calculated, for example, based on the velocity data 29 of the actuator.

다음으로, 속도 제어 시스템의 제어기에 대해 설명한다.
Next, the controller of the speed control system will be described.

도6에 도시한 바와 같이, 속도 제어 시스템은, 작동을 위해, 액추에이터의 속도 기준값 (28)과 속도 데이터 (29)를 요구하며, 이들은, 예를 들면, 속도 센서로부터 직접 측정된 데이터 또는, 특히, 시기 적절한 변경에 따른 위치 변경, 즉, 위치 데이터와는 구분되는 변경과 같은 또다른 측정 변수들로부터 추정된 데이터로서 획득된다. 위치 제어 루프는 속도제어 시스템에서 생략되었다. 다른 부분들에 대해, 속도 제어 시스템은 도5의 위치 제어 시스템과 동일한 방법으로 작동된다.
6, the speed control system requires a velocity reference value 28 and velocity data 29 of the actuator for actuation, which may be, for example, data measured directly from the velocity sensor, , And positional changes with timely changes, i. E., Changes that are distinguished from positional data. The position control loop is omitted from the speed control system. For other parts, the speed control system operates in the same manner as the position control system of Fig.

다음으로, 속도 제어 시스템의 제어기에 대해 설명한다.
Next, the controller of the speed control system will be described.

가속 제어 시스템은 피드백 센서 데이터로서 액추에이터의 속도 데이터 (29)를 요구한다. 그러나, 이것은 제어를 위해 사용되지는 않으며, 예를 들면, 도5에 도시한 바와 같이 제어 컨버터 (32)에서 필요한 잠금 시스템을 위해 사용된다. 또한, 잠금 시스템은 속도 차이 변수에 대한 데이터, 또는 제어값 (31)의 상태에 대한 데이터, 즉, 제어값이 제로에서 얼마나 차이나는가에 대한 데이터를 필요로 한다. 다른 부분들에 대해, 힘 제어 시스템은 도5의 위치 제어 시스템과 동일한 방법으로 작동된다.The acceleration control system requires the velocity data 29 of the actuator as feedback sensor data. However, this is not used for control, and is used, for example, for the locking system required in control converter 32 as shown in Fig. The lock system also requires data on the speed difference variable, or data on the state of the control value 31, i.e., how much the control value varies from zero. For other parts, the force control system operates in the same manner as the position control system of FIG.

또한, 속도 및 가속 제어 시스템에서, 제어 인터페이스의 개방 지연을 지능적으로 추가하는 것은 도5의 지연 블록(36)과 함께 유용하다.
Also, in the speed and acceleration control system, intelligently adding the open delay of the control interface is useful with the delay block 36 of FIG.

제어기의 제어 컨버터의 작동은 도8에서 개략도의 수준으로 도시되어 있으며, 컨버터에서 사용되는 도2의 상태표도 동시에 언급된다. 소정의 제어값(31)을 기초로, 제어 컨버터 (32)는 제어 인터페이스에 적합한 2진 상태들 (38)을 산출한다. 개별 힘의 레벨들이 불확실하므로, 제어값 (31)은 필요한 경우 조정될 수 있으며, 레벨 변환될 수 있고, 정수로 어림수 처리될 수 있다. 적분 제어 (블록 61, 30)가 제어기에 적용되지 않는 경우, 가중 제로 포인트 또는 그에 비례한 변수에 대한 추정치 (38)가 제어 컨버터 (32)에서의 제어값 (31)에 추가된다.
The operation of the control converter of the controller is shown at the level of the schematic in Fig. 8, and the state table of Fig. 2 used in the converter is also mentioned at the same time. Based on the predetermined control value 31, the control converter 32 produces binary states 38 suitable for the control interface. Since the levels of the individual forces are uncertain, the control value 31 may be adjusted if necessary, level-transformed, and may be rounded to an integer. If integral control (blocks 61, 30) is not applied to the controller, an estimate 38 for the weighted zero point or a variable proportional thereto is added to the control value 31 in the control converter 32. [

액추에이터의 상대적 힘 제어 값 (31)은, 액추에이터의 상태표(도2, u%) 제어를 위한 지수 범위로 조정되어야하며, 이 조정은 모든 부하 상황에서, 제로 (0) 제어값이 포화 블록의 입력에 가속 제로 포인트의 제어값을 생성하는 방법으로 이루어진다. 이것은, 본 예에서, 상대적 힘 제어값을, 제어를 위한 지수 범위의 절대값과 곱한 후에, 가속 제로 포인트에 대한 추정치 (38)를 신호에 추가함으로써 실행된다. 그 결과는 0 내지 15의 지수 범위로 포화되고, 가장 근사치의 정수로 어림수 처리되며, 여기서 개별 제어값 u% 이 형성된다.
The relative force control value 31 of the actuator must be adjusted to an exponential range for controlling the state table of the actuator (Fig. 2, u%), which, in all load situations, And generating a control value of the acceleration zero point on the input. This is done in this example by multiplying the relative force control value by the absolute value of the exponent range for control and then adding an estimate 38 to the acceleration zero point to the signal. The result is saturated to an exponential range of 0 to 15 and is rounded to the nearest integer, where the individual control value u% is formed.

그 다음에는, 제어 인터페이스들의 2진 상태로 형성된 2진수에 대응하는 10진수가, 그에 대응하는 개별 제어값 u%에 해당하는 목록표 (0...255) 로부터 인출되는 방식으로A/D(아나로그-디지털) 변환이 실행된다. 목록표로부터 인출된 10진수는 2진수로 변환되어, 그 2진수의 비트들은 상태표에 따라 각각의 출력으로 분리된다. 이렇게 하여, 2진 제어 (39) (개폐)가 각각의 밸브에 대해 형성된다. 잠금 상황에서는, 각각의 제어 인터페이스들의 제어는 폐쇄에 대응하는 상태로 설정된다.
Then, the decimal numbers corresponding to the binary numbers formed in the binary states of the control interfaces are extracted from the list table (0 ... 255) corresponding to the respective control value u% corresponding thereto, Log-digital) conversion is performed. The decimal number retrieved from the list is converted to binary, and the bits of the binary are separated into their respective outputs according to the status table. In this way, binary control 39 (opening and closing) is formed for each valve. In the lock situation, the control of each control interface is set to a state corresponding to the closure.

액추에이터에서의 에너지 소모에 대한 관리 및 최적화Management and optimization of energy consumption in actuators

다음으로, 시스템의 작동 챔버들의 상태들의 변경에 대해 설명할 것이다. 작동 챔버의 압력이 LP압력에서 HP압력으로 상승하면, 작동 챔버내의 가압 매체 또한 압축되며, 시스템의 구조는 어느 정도 변형되므로, 시스템의 자체 운동 에너지를 이용하여 선압축이 수행되지 않으면,HP 회로로부터 작동 챔버로 에너지가 공급되어야 한다. 압력이 LP압력으로 감소하는 경우, 에너지를, 가압 매체의 확장 (선확장)에 의해, 시스템에서 사용될 운동 에너지로 결합하기를 원하지 않거나 결합할 수 없다면, 상기 압축된 가압 매체로 결합된 에너지는 낭비된다. 상태 변화가 일어나는 작동 챔버가 클수록, 가압 매체의 체적도 커지며 상태 변화에서 소모되거나 방출되는 에너지양도 커진다. 그러므로, 상태 변경의 수는 에너지 소모에 직접적인 영향을 끼친다.
Next, a change in the states of the operating chambers of the system will be described. If the pressure of the operating chamber rises from LP pressure to HP pressure, the pressurizing medium in the operating chamber is also compressed and the structure of the system is somewhat deformed, so that if the linear compression is not performed using the system's own kinetic energy, Energy must be supplied to the operating chamber. If the pressure is reduced to the LP pressure, then the energy coupled with the compressed pressurized medium is not wasted if it is not desired or able to combine the energy with the kinetic energy to be used in the system by expansion (line expansion) of the pressurized medium do. The larger the operating chamber in which the state change takes place, the larger the volume of the pressurizing medium and the greater the amount of energy consumed or released from the state change. Therefore, the number of state changes directly affects energy consumption.

도2의 상태표를 검토해보면, 상이한 제어값들 u% 이 변경되면, 상이한 수의 작동 챔버 특정 상태 변경들이 발생함을 알수 있다. 제어값들 u% = 4 와 u% = 5 에서는 가장 작은 작동 챔버 (D-챔버)의 상태가 변경되는 반면, 제어값들 u% = 7 와 u% = 8 에서는 모든 작동 챔버들의 상태들이 변경된다. 그 결과, u% = 4 와 u% = 5 사이의 상태 변경은, 제어값 u% = 7 과 u% = 8. 사이의 상태 변경보다 몇배나 적은 에너지를 소모한다.
Looking at the state table of Fig. 2, it can be seen that if different control values u% change, a different number of operating chamber specific state changes occur. In the control values u% = 4 and u% = 5, the states of the smallest operating chambers (D-chambers) are changed, while in the control values u% = 7 and u% = 8 the states of all the operating chambers are changed . As a result, the state change between u% = 4 and u% = 5 consumes several times less energy than the state change between the control values u% = 7 and u% = 8.

에너지 소모의 측면에서, LP회로에 연결된 제어 인터페이스의 상태변경과, 동일한 챔버의 HP회로에 연결된 제어 인터페이스의 상태변경을 항상 동시에 수행하는 것이 유리한데, 그 이유는, 이런 경우에 제어 인터페이스들중 하나의 제어 인터페이스가 개방하기 시작하면 동시에 다른 하나의 제어 인터페이스가 폐쇄되기 시작하기 때문이다. 그러므로, 예를 들면, 제어 밸브들중 폐쇄되는 부재들이 동시에 움직이면, 제어 인터페이스들은 둘다 절반이 개방되므로, 상당한 양의 체적 유량 (소위 단락 유량)을 순간적으로 통과시키며 이는 에너지를 소모하는 결과를 초래한다. 본 명세서에서, 이 현상은 짧은 기간의 동력 손실이므로 버스트(burst)상태 변경이라고 한다.
In terms of energy consumption, it is advantageous to always perform the state change of the control interface connected to the LP circuit and the state change of the control interface connected to the HP circuit of the same chamber at the same time, because in this case one of the control interfaces The control interface of the other control interface starts to be closed, and at the same time, the other control interface starts to be closed. Thus, for example, if the closed members of the control valves move at the same time, the control interfaces are both open halfway, so that a significant amount of volumetric flow (so-called short-circuit flow) is passed instantaneously which results in consuming energy . In this specification, this phenomenon is referred to as a burst state change since it is a short-term power loss.

제어 밸브들의 작동 속도들을 증가시키고 이를 시스템 제어에 있어서 참작함으로써 동력 손실은 감소될 수 있다.
The power loss can be reduced by increasing the operating speeds of the control valves and taking this into account when controlling the system.

작동 챔버가 수축되고 그 압력이 LP압력으로부터 HP압력으로 상승해야 하는 경우, 에너지 소모의 측면에서, HP 회로로 연결된 제어 인터페이스에 대한 개방 지연을 설정하는 것이 유리하다. 이렇게 하여, LP 회로로 연결된 제어 인터페이스가 폐쇄된 경우, 작동 챔버는 일정 시간 동안 폐쇄된다. 작동 챔버가 추가로 수축되는 경우, 작동 챔버의 압력은 상승하며 (선 압축), HP회로에 연결된 제어 인터페이스는, 작동 챔버내의 압력이 HP압력의 수준으로 상승하는 순간의 불필요한 동력 손실없이 개방된다. 작동 챔버가 확장되고 그 압력이 HP압력에서 LP압력으로 변경되는 경우, 대응하는 이점을 얻을 수 있다. 이렇게 하여, LP 회로로 연결된 제어 인터페이스에 개방 지연이 설정되며, 다시 말하면, 작동 챔버가 확장되어 작동 챔버의 압력이 LP압력 수준으로 감소하면 (선 확장), 작동 챔버의 상태 변경은 일정 기간동안 작동 챔버를 폐쇄하고 대기함으로써 수행된다. 이렇게 하여, LP회로에 연결된 제어 인터페이스는 동력 손실없이 개방될 수 있다. 다른 상태 변경에서는, 동력 손실을 피하기는 어려우며, 개방 지연이 사용되지 않는다.
It is advantageous to set the open delay for the control interface connected to the HP circuit, in terms of energy consumption, if the operating chamber shrinks and the pressure must rise from LP pressure to HP pressure. In this way, when the control interface connected to the LP circuit is closed, the operation chamber is closed for a predetermined time. When the operating chamber is further contracted, the pressure in the operating chamber rises (linear compression) and the control interface connected to the HP circuit is opened without unnecessary power loss at the moment the pressure in the operating chamber rises to the level of HP pressure. A corresponding advantage can be obtained when the operating chamber is expanded and the pressure is changed from HP pressure to LP pressure. In this way, an open delay is set in the control interface connected to the LP circuit, that is, when the operation chamber is expanded and the pressure of the operation chamber is reduced to the LP pressure level (line extension) Closing and waiting the chamber. In this way, the control interface connected to the LP circuit can be opened without power loss. In other state changes, it is difficult to avoid power loss and no open delay is used.

개방 지연은 도5의 제어기 (24)에서, 예를 들면, 상기에 나타낸 바와 같이 지연 블록 (36)에서 제어된다.
The open delay is controlled in the controller 24 of FIG. 5, for example, in the delay block 36 as shown above.

일 례에서, 작동 챔버의 상태 변경에서의 동력 손실을 최소화하기 위해, 상태 변경과 연계하여, 예를 들면, HP회로와 LP회로의 압력들 사이에, 대략 두 압력들 사이의 중간 쯤에 설정된 압력 레벨을 이용하는 것이 가능하다. 도11에 도시한 바와 같이, 그것은 충전 회로 (121), 즉, MP 회로이다. 바람직하게는, 최소한 하나의 에너지 충전 유니트, 예를 들면, 축압기가 MP회로에 연결된다.
In one example, in order to minimize power loss in the state change of the operating chamber, in conjunction with the state change, for example, between the pressures of the HP circuit and the LP circuit, a pressure set approximately halfway between the two pressures It is possible to use the level. 11, it is a charging circuit 121, that is, an MP circuit. Preferably, at least one energy charging unit, for example an accumulator, is connected to the MP circuit.

셋이상의 압력 레벨을 가진 시스템에서, 작동 챔버의 두개의 압력 레벨들 사이에 남은 압력 레벨을 이용하여, 작동 챔버의 두개의 압력 레벨들 사이에 상태 변경을 거의 손실없이 수행할 수 있다. 단일 디지털 유압 액추에이터의 작동 챔버의 상태 변경에 대해 설명할 것이다. 상태 변경 초기에는, 작동 챔버가 LP압력하에 있다. 초기에는, MP회로가 작동 챔버에 연결되며, 압력은 작동 챔버내에서 증가한다. 압력 레벨이 HP압력에 충분히 가깝거나, 최대압력일 경우에, HIP 회로는 작동 챔버에 연결되며, 이때 압력 변동은 작고 압력 초과는 거의 발생하지 않는다. 어떤 단계에서든, 가압 매체 흐름을 스로틀링 할 필요는 없으며, 그 결과 거의 손실없는 상태 변경을 수행할 수 있다. 상태 변경을 위해 필요한 에너지는, 배관의 기생 인덕턴스에 의해, 작동 챔버 또는 충전 회로로부터 충전 회로의 운동 에너지로 방출되어, 추가로 작동 챔버의 압력 에너지로 방출된다.
In a system having three or more pressure levels, the remaining pressure level between the two pressure levels of the operating chamber can be used to perform a state change between the two pressure levels of the operating chamber with little loss. We will describe the state change of the operation chamber of a single digital hydraulic actuator. At the beginning of the state change, the operation chamber is under LP pressure. Initially, the MP circuit is connected to the operating chamber, and the pressure increases in the operating chamber. When the pressure level is close enough to the HP pressure or at the maximum pressure, the HIP circuit is connected to the operating chamber, where the pressure fluctuations are small and the pressure excess rarely occurs. At any stage, it is not necessary to throttle the pressurized medium flow, and as a result, a nearly lossless state change can be performed. The energy required for the state change is released to the kinetic energy of the charging circuit from the operation chamber or the charging circuit by the parasitic inductance of the piping and further released to the pressure energy of the operation chamber.

작동 챔버의 HP 압력으로부터 LP압력으로의 상태 변화도 상기와 대응되는 방법으로 실행된다. 우선, MP회로는 작동 챔버에 연결되며, 압력 부족이 가장 심할 때, 작동 챔버는 LP압력에 연결된다. 에너지는 상기에 설명한 대로 상태 변화에서 결합되고 방출된다.
The change in state from the HP pressure to the LP pressure in the operation chamber is also performed in a manner corresponding to the above. First, the MP circuit is connected to the operating chamber, and when the pressure is at its greatest, the operating chamber is connected to the LP pressure. The energy is combined and released at a state change as described above.

충전 회로들의 압력 레벨의 제어 및 최적화Control and optimization of the pressure levels of the charging circuits

다음으로, 등급화와 힘의 레벨에 대한 HP와 LP압력들의 영향과, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합의 조정성에 대해 설명한다.
Next, the influence of the HP and LP pressures on the grading and force levels and the adjustability of the sum of the forces generated by the actuators are described.

LP 압력이 매우 낮은 경우, HP압력이 증가하면 최대 추진력 (양의 힘의 합)과 최대 견인력 (음의 힘의 합)은 둘다 증가한다. 이렇게 하여, 힘의 범위의 면적이 증가하면, 힘의 레벨의 수는 변하지 않으므로 힘의 레벨 사이의 차이도 증가한다. 적용례에서 HP및 LP압력들 사이의 매우 높은 비율을 사용하는 것은 적절하며, 이때, 요구되는 힘의 합의 크기와 방향은 상당히 크게 가변된다. HP압력이 소정의 레벨로 설정되고 LP압력이 증가한 후, 최고의 개별 제어로 얻을 수 있는 양의 힘의 합은 감소하며, 최저 개별 제어를 통해 얻을 수 있는 음의 힘의 합은 양의 방향으로 이동하며, 이때 액추에이터의 힘의 범위는 좁아진다. LP압력이 충분히 증가하면, 최저 개별 제어를 통해 얻을 수 있는 힘의 합은 음에서 양으로 이동함으로써, 최대 개별 제어를 통해 얻을 수 있는 양의 힘의 합에 더욱 가까워진다. 힘의 범위가 좁아지면, 힘의 레벨간의 차이도 좁아지며, 이때, 액추에이터의 가속의 변화도 동시에 줄어든다. 이것은, 부하력이 크게 가변되지 않는 경우, 즉, 부하력이 소정의 허용값 이내에 있는 경우, 조정성을 향상시킨다. 이렇게 하여, 어떤 적용례에서는, 필요하다면, LP및 HP압력들은 능동적으로 조정되어, 부하를 최적의 방법으로 이동하기 위해 요구되는 힘의 생산을 힘의 범위가 보장할 수 있도록 하는 것이 적절하다. 상기 제시된 방법은, 버스트 상태 변경의 동력 손실이 적을수록 HP및 LP 압력들이 서로 가까워 지므로, 에너지 소모를 감소시킨다. 또한, 힘의 레벨의 차이가 작을수록, 조정은 보다 정확해지며, 최적화는 더욱 용이해지고, 에너지 효율은 향상된다.
If the LP pressure is very low, the maximum thrust (sum of positive forces) and maximum traction (sum of negative forces) both increase as HP pressure increases. Thus, as the area of the force range increases, the number of levels of force does not change, so the difference between the levels of force also increases. In applications, it is appropriate to use a very high ratio between HP and LP pressures, at which time the magnitude and direction of the sum of the forces required varies considerably. After the HP pressure is set to a predetermined level and the LP pressure is increased, the sum of the positive forces that can be obtained with the best individual control is reduced, and the sum of the negative forces obtainable through the lowest individual control is shifted in the positive direction At this time, the range of the force of the actuator is narrowed. As the LP pressure increases sufficiently, the sum of the forces that can be achieved through the lowest individual control moves closer to the sum of the positive forces that can be achieved through maximum individual control, moving from negative to positive. When the range of the force is narrowed, the difference between the levels of the force becomes narrow, and at this time, the change in the acceleration of the actuator also decreases at the same time. This improves the adjustability when the load power is not largely variable, that is, when the load power is within a predetermined allowable value. Thus, in some applications, it is appropriate to make the LP and HP pressures actively adjusted, if necessary, to ensure that a range of forces can be produced to produce the force required to move the load in an optimal manner. The proposed method reduces energy consumption because the HP and LP pressures are closer to each other as the power loss of the burst state change is smaller. Also, the smaller the difference in level of force, the more accurate the adjustment, the easier the optimization, and the better the energy efficiency.

시스템이 가압 매체를 위한 대체 저장 유니트들을 구비하지 않은 경우, 축압기들에 수용된 가압 매체의 양은 HP회로의 최대 압력을 제한한다. 한편, LP회로의 최소 압력은 제어 밸브들의 처리 용량에 의해 결정되며, 액추에이터의 요구 속도와 함께, 압력차에 비례하며, 이때 HP및 LP압력들은 서로 상관하지 않고 조정될 수는 없다. HP및 LP압력들을 서로 상관하지 않고 조정하려면 시스템은 가압 매체를 위한 대체 저장 유니트를 포함하여야 한다. 저장 유니트는, 예를 들면, 축압기 또는 가압 매체 탱크일 수 있다.
If the system does not have alternative storage units for the pressurized medium, the amount of pressurized medium contained in the accumulators limits the maximum pressure of the HP circuit. On the other hand, the minimum pressure of the LP circuit is determined by the processing capacity of the control valves, and is proportional to the pressure difference, together with the required speed of the actuator, at which time the HP and LP pressures can not be correlated and adjusted. To adjust the HP and LP pressures without correlation, the system should include an alternative storage unit for pressurized media. The storage unit may be, for example, an accumulator or a pressurized medium tank.

제어기 최적화Controller optimization

다음으로, 부하력의 보상 조건의 추정에 대해 설명한다.
Next, estimation of the compensation condition of the load force will be described.

가속도 뿐만 아니라, 위치와 속도의 조정에 있어서, 부하력을 참작하기 위해서, 예를 들면, 측정 위치 데이터 (27)와, 위치 데이터로부터 측정 또는 적분되는 속도 데이터 (29)를 기초로 했을때만 가능한 적분 조정을 사용할 수 있다. 또는, 시스템의 이동부에 고정된 가속 센서로부터 획득한 가속 데이터와 액추에이터의 힘의 생산에 근거하여 획득한 데이터에 기초하여, 부하력을 보상하는 조건, 즉, 가속 제로 포인트 추정치 (38)를 제어값(31)에 추가하는 방법으로, 소위 가속 제로 포인트를 추정할 수 있다.In order to take account of the load force in the adjustment of the position and the speed as well as the acceleration, for example, only the measurement data 27 and the integral data 29 based on the velocity data 29 measured or integrated from the position data Adjustments can be used. Alternatively, based on the acceleration data acquired from the acceleration sensor fixed to the moving part of the system and the data obtained based on the production of the actuator force, the condition for compensating the load force, that is, the acceleration zero point estimate 38, Value 31, it is possible to estimate a so-called acceleration zero point.

도1에 도시된 시스템을 이용하여, 추정은 시스템의 연속 상태의 힘의 방정식에 기초하며, 이때 가속도는 제로이다.Using the system shown in Figure 1, the estimate is based on an equation of the force of the continuous state of the system, where the acceleration is zero.

Figure 112011033188717-pct00001
Figure 112011033188717-pct00001

여기서 a=0 이며, Where a = 0,

Figure 112011033188717-pct00002
Figure 112011033188717-pct00002

여기서, 액추에이터의 피스톤에 의해 액추에이터의 길이를 늘이는 방향으로 유효한 힘들은 양의 힘들이며, 액추에이터의 길이를 줄이는 방향으로 유효한 힘들은 음의 힘들이다. Here, forces effective in the direction of extending the length of the actuator by the piston of the actuator are positive forces, and forces effective in the direction of reducing the length of the actuator are negative forces.

Figure 112011033188717-pct00003
Figure 112011033188717-pct00003

여기에서From here

Figure 112011033188717-pct00004

Figure 112011033188717-pct00004

가속도가 제로라는 가정하에, 정수로 어림수 처리된, 즉, 개별값을 가지는 액추에이터의 제어 u% 는, 정적인 또는 동적인 부하력이 유효한 경우, 인식된 가속도의 절대값이 매 순간마다 최대한 제로에 가까워지도록 해야한다. 액추에이터의 제어는 제한된 수의 개별 상태를 가지며, 여기서 제로 가속도는 상기의 상태들에서 자주 이루어지는 것은 아니지만, 요구되는 제어에 대한 정확한 값을 계산할 수 있도록, 연속값을 이용한 이론적 제어를 개별값들 사이에서 생각해봐야 한다. 제로 가속도를 산출하는, 상기 연속값을 이용한 이론적 제어를 본 명세서에서 가속 제로 포인트 ua0 라고 한다. 상기 제어는 방정식에서 액추에이터의 개별 제어를 대체하여 사용된다.Assuming that the acceleration is zero, the control u% of the actuator, which is rounded to an integer, i. E., Has an individual value, is set such that if the static or dynamic load force is valid, the absolute value of the recognized acceleration is maximized to zero I need to get closer. The control of the actuator has a limited number of discrete states where the zero acceleration is not frequent in the above states, but the theoretical control with continuous values can be used between the individual values to calculate the correct value for the required control I have to think. And the theoretical control with zero, the continuous value to calculate the acceleration as the acceleration zero point u a0 herein. The control is used in place of the individual control of the actuator in the equation.

Figure 112011033188717-pct00005
Figure 112011033188717-pct00005

실시간 센서 데이터 또는 추정 데이터가 부하력, LP압력과 HP압력을 근거로 획득되는 경우, 상기 항 ua0 은 실시간 힘의 방정식으로부터 풀 수 있다.If real-time sensor data or estimated data is obtained based on load power, LP pressure and HP pressure, the term u a0 can be solved from the equation of real-time force.

Figure 112011033188717-pct00006

Figure 112011033188717-pct00006

상기 항 ua0 은, 연속값을 가지거나 어림수 처리된 단계별 제어값 u%의 등가물을 나타내며, 이 등가물은 어림수 연산전에 액추에이터의 제로값 인덱싱 범위로 조정된 제어에 추가될 경우 최선의 방법으로 제로 가속도 근사치를 생성한다. 이렇게 하여, 액추에이터의 개별 제어 u%는 요구되는 쉬프트에 의해 정확하게 이동하여 요구되는 보상 효과가 실현된다.
The term u a0 represents the equivalence of the stepped control value u% with or without a continuous value, and this equivalent is the zero-acceleration value of the actuator when added to the control adjusted to the zero value indexing range of the actuator prior to the arithmetic operation, Generate an approximation. In this way, the individual control u% of the actuator is moved accurately by the required shift, and the required compensation effect is realized.

상기 언급한 방정식들에서, 항 D1 은 작동 챔버 (19) (가장 큰 A-챔버)의 직경이며, pHP 은 HP회로의 압력이며, pLP 은 LP회로의 압력이며, Fload 은 액추에이터를 위해 감소된 부하력의 크기이다. 항 ua0 은 본 예에서 0에서 15사이에 가변된다. 힘의 방정식의 좌측은 액추에이터에 의해 생산된 힘 FCyl 을 나타낸다. 시스템에 의해 생산되는 힘 또한 제어값 ua0 (도2 참조)의 선택된 단계에 따라 달라지며, 이 힘은 가속 제로 포인트에서의 부하력과 등가이어야 한다.
In the above-mentioned equations, the term D 1 is the diameter of the working chamber 19 (largest A-chamber), p HP is the pressure of the HP circuit, p LP is the pressure of the LP circuit, F load is the pressure of the actuator Is the magnitude of the reduced load force. The term u a0 is varied from 0 to 15 in this example. The left side of the equation of force represents the force F Cyl produced by the actuator. The force produced by the system also depends on the selected step of the control value u a0 (see FIG. 2), and this force should be equivalent to the load force at the acceleration zero point.

시스템에 유효한 힘의 총합은, 예를 들면 센서 데이터 형태로 획득된 가속도를, 액추에이터를 위해 감소된 관성 질량과 곱셈하여 산출된다. 액추에이터에 의해 생선된 가정 힘 Fcyl 은 액추에이터의 개별 제어를 기초로 직접 산출될 수 있지만, 모든 상황에서 힘의 생산의 보다 신뢰성있는 결과는 작동 챔버들의 측정된 압력과 유효 영역들을 기초로 힘을 산출하여 획득하거나, 힘 센서로부터의 측정 결과로서 직접 획득할 수 있다. 이제, 부하력 Fload 은 상기 힘의 총합과 액추에이터에 의해 생성된 힘의 차이로서 획득된다. 계산 결과로 획득된 부하력의 값은 HP및 LP압력들과 함께 가속 제로 포인트의 방정식에 삽입될 수 있으며, 여기서 방정식은 그 결과로 가속 제로 포인트를 산출한다. 또는, 부하력 Fload 는, 액추에이터의 힘의 곡선에 대응하며 도2의 상태표와 동일한 방법으로 제어 컨버터(32)에 저장되는 표에 삽입될 수 있다. 부하력과 동일한 대항력을 생성하기 위해 필요한 제어값은 표에 제시된 부하력에 의해 찾을 수 있다. 표에 기초한 상기 방법은, 유효 영역들의 크기 설정이,, 힘의 레벨들이 불균등하게 등급화되도록, 예를 들면, 2진 수열로부터 벗어나는 경우에 기능적으로 특별하다.
The sum of the forces available to the system is calculated, for example, by multiplying the acceleration obtained in the form of sensor data by the reduced inertia mass for the actuator. The home force F cyl imposed by the actuator can be calculated directly on the basis of the individual control of the actuators but a more reliable result of the production of the force in all situations is that the force is calculated based on the measured pressures and effective areas of the actuating chambers Or directly obtained as a measurement result from the force sensor. Now, the load force F load is obtained as the difference between the sum of the forces and the force generated by the actuator. The value of the load force obtained as a result of the calculation can be inserted into the equation of the acceleration zero point with HP and LP pressures, where the equation yields an acceleration zero point as a result. Alternatively, the load force F load corresponds to the curve of the force of the actuator and can be inserted into a table stored in the control converter 32 in the same manner as the state table of Fig. The control values required to generate the same force as the load force can be found by the load force shown in the table. The method based on the table is functionally special when the size setting of the effective regions is such that the levels of force are unequally graded, e.g., deviating from a binary sequence.

산출된 또는 표로 작성된 제어값 (추정치 38)은, 예를 들면, 제어 컨버터 (32)에서, 액추에이터의 제어값(31)에 추가되며, 그런 다음에 제어 컨버터는 제어 인터페이스들의 제어(39)를 산출한다. 부하력의 보상은, 예를 들면, 도5에 도시한 바와 같이, 별도의 제어 블록에서 또는 보상 블록 (48)에서 수행된다. 보상 블록 (48)의 입력들은 액추에이터의 이동부의 가속도뿐만 아니라, HP 및 LP회로들의 압력들, 작동 챔버들의 압력들이다. 또한, 액추에이터들의 마찰 및 선단력은 액추에이터에 의해 생산되는 힘을 추정하기 위한 모듈에 포함되는 경우, 액추에이터의 위치 및 속도 또한 입력들로서 요구된다. 제어기의 입력들은, 예를 들면, 시스템에 배치된 적합한 센서들로부터 획득된다. 보상 블록 (48)로부터의 출력으로 획득한 가속도 제어 포인트 추정치는 제어기 컨버터 (32)로 입력된다.
The calculated or tabulated control value (estimate 38) is added to the control value 31 of the actuator, for example, in the control converter 32, and then the control converter calculates the control 39 of the control interfaces do. Compensation of the load force is performed, for example, in a separate control block or in the compensation block 48, as shown in Fig. The inputs of the compensation block 48 are the pressures of the HP and LP circuits, the pressures of the actuating chambers, as well as the acceleration of the moving part of the actuator. Also, if the friction and torsional forces of the actuators are included in the module for estimating the forces produced by the actuators, then the position and velocity of the actuators are also required as inputs. The inputs of the controller are obtained, for example, from suitable sensors arranged in the system. The acceleration control point estimate obtained with the output from the compensation block 48 is input to the controller converter 32.

제어 인터페이스에서의 고장 제어 및 최적화Fault control and optimization in the control interface

다음으로, 본 발명의 시스템에서 적용될 시스템 및 방법, 특히 시스템의 제어기에 대해 설명할 것이다. 밸브에 결함이 생기면, 제어 인터페이스의 작동이 방해받으며, 이것은 시스템 제어를 위해 사용되는 제어기의 작동에 있어서 참작되어야 할 사항이다.
Next, the system and method to be applied in the system of the present invention, particularly the controller of the system, will be described. If a valve is defective, the operation of the control interface is interrupted, which is a consideration in the operation of the controller used for system control.

상기 언급한 방법의 원리들은, 고장 상황에서 제어 인터페이스의 하나 이상의 밸브들이 영원히 폐쇄되거나 개방되는, 하나 이상의 작동 챔버들을 구비한 액추에이터를 제어회로를 이용하여 제어하는 경우, 둘 이상의 압력 레벨들을 가진 시스템에 적용될 수 있다. 일 예의 상황에서, 이중 가압 시스템에서의 4-챔버 실린더 액추에이터에 대해 설명한다.
The principles of the above-mentioned method can be applied to a system having two or more pressure levels, in which, in the event of a failure, one or more valves of the control interface are permanently closed or open, Can be applied. In one example situation, a four-chamber cylinder actuator in a dual pressure system will be described.

밸브들이 영원히 폐쇄된 경우, 액추에이터의 작동 챔버는 액추에이터가 잠금된 기간 또는 작동 챔버의 선 압축 또는 선 확장 기간 이외에는 반드시 폐쇄된 상태에서 유지되어야 한다. 또한, 잼(jamming) 상황에서는, 액추에이터의 최대 속도를 제한하여, HP및 LP 회로들에 연결된 작동 챔버들의 공동화(cavitation)를 방지하거나 피스톤의 운동중 작동 챔버들의 과압력을 방지한다. 작동 챔버가 폐쇄된 위치에 있음은, 상기 작동 챔버에 연관된 모든 제어 인터페이스들이 폐쇄되었음을 의미한다.
When the valves are permanently closed, the actuating chamber of the actuator must be kept closed during the locked period of the actuator or during the precompression or line expansion of the actuating chamber. Also, in a jamming situation, the maximum velocity of the actuator is limited to prevent cavitation of the actuating chambers connected to the HP and LP circuits or to prevent overpressure of the actuating chambers during movement of the piston. The fact that the operating chamber is in the closed position means that all control interfaces associated with the operating chamber are closed.

밸브들이 영원히 개방된 경우, 상기 밸브들을 이용하여 생성된 힘의 합들이 크기 순서대로 배열되므로 제어기의 제어 벡터에서의 제어들도 반드시 그 순서대로 배열되어야 한다. 또한, 잠금 동안에는, 액추에이터의 유지력은 반드시 충분해야 한다. 즉, 반드시 액추에이터가 그 챔버 압력 한도에 대항하여 "크리프(creep)" 할 수 없도록 해야한다. 이것은, 제어 인터페이스의 밸브들이 잼되어 개방되고 비잠금되도록 작동 챔버를 유지함으로써 가능하다.
When the valves are opened forever, the controls in the control vector of the controller must be arranged in that order because the sum of the forces generated using the valves is arranged in magnitude order. Also, during locking, the retaining force of the actuator must be sufficient. That is, the actuator must not be able to "creep " against its chamber pressure limit. This is possible by maintaining the operation chamber so that the valves of the control interface are jammed open and unlocked.

다음으로, 밸브 고장으로 인해 제어 인터페이스가 개방되는 잠금 상태를 제외하고, 제어 인터페이스 또는 그 밸브들이 개방 (on 위치) 또는 폐쇄 (off 위치)되는 고장 관리에 대해 설명한다.
Next, fault management will be described in which the control interface or its valves are opened (on position) or closed (off position) except for the locked state where the control interface is open due to a valve failure.

액추에이터의 단일 작동 챔버에 대해 우선 검토해 볼것이다. 도1은 디지털 유압 액추에이터의 단일 작동 챔버 (19) (A-챔버)의 일 예와, 그것을 제어하는 제어 인터페이스들 (9 (HP-A), 10(LP-A))을 도시한다. 제어 인터페이스 HP-A가 완전 개방되고 제어 인터페이스 LP-A가 완전 폐쇄되도록 제어되면, HP라인 (3)의 압력은 챔버 (19)에서 유효하다. 이에 대응되는 방식으로, 제어 인터페이스 HP-A가 완전 폐쇄되고 제어 인터페이스 LP-A가 완전 개방되도록 제어되면, HP라인 (4)의 압력은 챔버 (19)에서 유효하다. 제어 인터페이스들의 최대 처리 용량은 작동 챔버의 체적과 연관되어 크게 설정되기 때문에, 정상 작동 상태에서는 압력들은 작동 챔버 (19)의 체적 변경 속도와 전혀 무관하게, 상기에 제시한 방법대로 변경된다.
We will first consider the single operating chamber of the actuator. Figure 1 shows an example of a single operating chamber 19 (A-chamber) of a digital hydraulic actuator and control interfaces 9 (HP-A), 10 (LP-A) for controlling it. When the control interface HP-A is fully opened and the control interface LP-A is controlled to be fully closed, the pressure of the HP line 3 is effective in the chamber 19. [ In a corresponding manner, if the control interface HP-A is fully closed and the control interface LP-A is controlled to be fully open, the pressure of the HP line 4 is effective in the chamber 19. [ Since the maximum processing capacity of the control interfaces is largely set in relation to the volume of the operating chamber, in the normal operating state, the pressures are changed in the manner described above, regardless of the volume change rate of the operating chamber 19.

제어 인터페이스 각각에 대해 하나의 밸브만이 사용가능하고 어느 하나의 제어 인터페이스의 밸브가 폐쇄 위치에서 잼되면, 그에 따라 전체 제어 인터페이스는 폐쇄 위치에서 잼된다. 이렇게 하여, 예를 들면, 제어 인터페이스 HP-A가 완전 폐쇄 위치에서 잼 되면, 액추에이터의 운동중에 제어 인터페이스 LP-A는 개방된 위치에 계속 유지되도록 하여, 압력의 과도한 증가 또는 작동 챔버내의 공동화를 방지한다. 이와 같이, 상기 제어들은 제어기의 제어 벡터로부터 차단되어야 하며, 이때 A-챔버는 HP라인의 압력으로 제어된다. 즉, 상기 제어들에서 A-챔버의 상태는 일(1) 이다. 도2에는 제어 벡터의 일 예가 도시되어 있으며, 여기에서는 단일 행 또는 열에 대해 언급한다. 상기 제어 벡터는 상기 제어 조합들사이의 사용 순서뿐만 아니라, 가용 밸브들의 상이한 제어 조합들에 대한 정보를 포함한다. 사용 순서는 제어 조합들로 생성되는 힘의 합들이 크기 순서대로 배열되도록 결정된다.
If only one valve is available for each of the control interfaces and the valves of either control interface are jammed in the closed position, then the entire control interface is jammed in the closed position. Thus, for example, if the control interface HP-A is jammed in the fully closed position, the control interface LP-A will remain in the open position during movement of the actuator, thereby preventing excessive increase in pressure or cavitation in the actuating chamber do. As such, the controls must be blocked from the control vector of the controller, where the A-chamber is controlled to the pressure of the HP line. That is, the state of the A-chamber in the above controls is one (1). An example of a control vector is shown in FIG. 2, which refers to a single row or column. The control vector includes information on the different control combinations of the available valves as well as the order of use between the control combinations. The order of use is determined so that the sums of forces generated by the control combinations are arranged in magnitude order.

이에 대응되는 방식으로, 제어 인터페이스 LP-A가 완전 폐쇄 위치에서 잼되면, 제어 인터페이스 HP-A는 액추에이터의 운동중에 계속하여 개방 위치에 유지되어야 한다. 이와 같이, 상기 제어들은 제어기의 제어 벡터로부터 차단되어야 하며, 이때 A-챔버는 LP라인의 압력으로 제어된다. 즉, 상기 제어들에서 작동 챔버 A의 상태는 제로(0) 이다.
In a corresponding manner, if the control interface LP-A is jammed in the fully closed position, the control interface HP-A must be kept in the open position continuously during the movement of the actuator. As such, the controls must be blocked from the control vector of the controller, where the A-chamber is controlled to the pressure of the LP line. That is, the state of the operation chamber A in the above controls is zero (0).

제어 인터페이스 LP-A가 완전 개방 위치에서 잼 되면, 제어 인터페이스 HP-A가 폐쇄되도록 제어하여LP라인의 압력은 A-챔버로 생성된다. 또는, 제어 인터페이스 HP-A는 개방되도록 제어되며, 여기에서 가압 매체의 단락 유량은 제어 인터페이스들 HP-A를 통하여 HP 라인으로부터 LP 라인으로 직접 흐른다. A-챔버의 압력은 HP라인의 압력과 LP라인의 압력사이의 대략 중간 쯤에 설정되며, 이 압력은 중간 압력이라고 한다. 이렇게 하여, 제어 벡터들에서 제어 조합 각각에 의해 생성된 힘의 합은 유효 영역들과 HP및 LP라인들의 압력들을 기초로 재산출되며, 동시에, A-챔버의 상태가 일(1)인 경우, 상기 중간 압력은 A-챔버에서 항상 유효하다고 가정된다. 상기 제어 벡터는, 대응하는 생성 힘의 합이 크기 순서로 정렬되도록, 재정렬된다.
When the control interface LP-A is jammed in the fully open position, the control of the control interface HP-A is closed so that the pressure of the LP line is generated in the A-chamber. Alternatively, the control interface HP-A is controlled to open, where the short circuit flow of the pressurized medium flows directly from the HP line to the LP line via the control interfaces HP-A. The pressure in the A-chamber is set about midway between the pressure in the HP line and the pressure in the LP line, which is called the intermediate pressure. In this way, the sum of the forces generated by each control combination in the control vectors is recalculated based on the effective areas and the pressures of the HP and LP lines, and at the same time, if the state of the A-chamber is one (1) It is assumed that the intermediate pressure is always valid in the A-chamber. The control vector is rearranged such that the sum of the corresponding generated forces is sorted in magnitude order.

또는, 제어 인터페이스 HP-A가 완전 개방 위치에서 잼되는 경우, 제어 인터페이스 LP-A를 폐쇄하도록 제어하여 HP 라인의 압력을, 또는 제어 인터페이스 LP-A를 개방하도록 제어하여 상기 중간 압력을, A-챔버에서 생성할 수 있으며, 이때 대응하는 단락 유량이 다시 발생한다. 제어 벡터를 재 정렬하고, 생성된 힘의 합을 재 산출함에 있어서, A-챔버의 상태가 제로(0)이면, 상기 중간 압력은 A-챔버에서 항상 유효하다고 가정된다.
Alternatively, if the control interface HP-A is jammed in the full-open position, control to close the control interface LP-A to control the pressure of the HP line or to open the control interface LP-A, Chamber, where the corresponding short-circuit flow occurs again. In rearranging the control vector and recalculating the sum of the generated forces, it is assumed that the intermediate pressure is always valid in the A-chamber if the state of the A-chamber is zero.

LP회로에 연결된 제어 인터페이스, 또는 그 밸브가 폐쇄 위치에서 잼 되면, 상기 제어 인터페이스에 연결된 작동 챔버의 능력에만 영향을 끼쳐, 액추에이터의 운동중 LP회로의 압력 레벨을 달성한다. 이에 대응되는 방식으로, HP회로에 연결된 제어 인터페이스, 또는 그 밸브가 폐쇄 위치에서 잼 되면, 상기 제어 인터페이스에 연결된 작동 챔버의 능력에만 영향을 끼쳐, HP회로의 압력 레벨을 달성한다.
If the control interface connected to the LP circuit or the valve is jammed in the closed position, it only affects the ability of the actuating chamber connected to the control interface to achieve the pressure level of the LP circuit during motion of the actuator. In a corresponding manner, the control interface connected to the HP circuit or, if the valve is jammed in the closed position, only affects the ability of the operating chamber connected to the control interface to achieve the pressure level of the HP circuit.

다음으로, 하나 이상의 제어 인터페이스가, 병렬 결합된 둘 이상의 밸브들을 구비한 일 예를 검토할 것이며, 이들은 협력하여 각 밸브의 처리 용량에 따라 원하는 전체 체적 유량을 처리한다. 각각의 밸브에서, 압력 손실은 가능한 한 적도록 유지된다. 밸브들은 상이하거나, 예를 들면, 동일한 온/오프 밸브들이다. 기능적 밸브들이 상기 제어 인터페이스에 있도록 어느 제어 인터페이스의 어느 밸브가 폐쇄 위치에서 잼 되면, 액추에이터의 정적인 상태에서의 결함은, 상기 작동 챔버에 의해 생성된 힘의 요소에 별로 영향을 주지 않으며, 그로 인해, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합에도 영향을 주지 않는다. 정적인 상태란 액추에이터가 움직이지 않으며, 액추에이터의 제어가 시간의 면에서 일정하게 유지되지만, 액추에이터의 제어가 액추에이터의 개별 제어들 중 어느 하나인 상태를 나타낸다.
Next, one or more control interfaces will consider one example having two or more valves in parallel combination, which in cooperation will process the desired total volumetric flow rate according to the processing capacity of each valve. In each valve, the pressure loss is kept as low as possible. The valves may be different or, for example, the same on / off valves. If any valve of any control interface is jammed in the closed position such that the functional valves are in the control interface, the fault in the static state of the actuator will have little effect on the component of the force generated by the actuating chamber, , And does not affect the sum of the forces generated by the actuators. The static state is a state in which the actuator does not move and the control of the actuator is kept constant in terms of time, but the control of the actuator is one of the individual controls of the actuator.

상기 설명한 상황에서, HP 또는 LP라인의 압력은 의도된 방식으로 작동 챔버에서 생성된다. 이제, 폐쇄 위치에서 밸브가 잼된 제어 인터페이스는 다른 제어 인터페이스들보다 좁아졌으며, 그 처리 용량은 결함 발생전의 상황과 비교하여 감소되었다. 즉, 동일한 압력차에서 체적 유량은 감소되었다. 이로 인해, 다른 작동 챔버들의 상태 변경들과 비교하여 상기 챔버의 상태 변화에서 관성이 발생하며, 이 관성은 참작되어야 한다. 결함으로 인해, 압력 레벨은 원하는 값으로 보다 완만하게 설정되며, 게다가, 작동 챔버가 확장될 때, 작동 챔버의 압력은 목표 압력 레벨의 정상 이하 보다 더 낮게 유지되고, 작동 챔버가 축소될 때, 압력 챔버의 압력은 목표 압력 레벨의 정상 이상 보다 더 높게 증가한다. 목표 압력으로부터의 압력 이탈은 작동 챔버의 체적 변경 속도와, 전체 제어 인터페이스의 처리 용량에 관련한 결함 밸브의 처리 용량의 비율에 좌우된다. 이로 인해, 액추에이터의 최대 속도는, 운동중 발생한 작동 챔버의 압력 이탈이, 제어에 의해 발생한 힘의 합이 더 이상 크기 순서로 정렬되지 않을 정도로, 높지 않도록 제한되어야 한다.
In the situation described above, the pressure of the HP or LP line is produced in the operating chamber in the intended manner. Now, the control interface where the valve was jammed in the closed position became narrower than the other control interfaces, and the processing capacity thereof was reduced in comparison with the situation before the occurrence of the defect. That is, the volume flow rate was reduced at the same pressure difference. This causes inertia to occur in the change of state of the chamber compared to the state changes of other operating chambers, and this inertia should be taken into consideration. Due to the defect, the pressure level is set more gently to the desired value, and furthermore, when the operating chamber is expanded, the pressure of the operating chamber is kept lower than the normal level of the target pressure level, The pressure of the chamber increases higher than the normal level of the target pressure level. The pressure deviation from the target pressure depends on the volume change rate of the operating chamber and the ratio of the processing capacity of the defective valve to the processing capacity of the overall control interface. As a result, the maximum velocity of the actuator must be limited such that the pressure release of the operating chamber during motion is not so high that the sum of the forces generated by the control is no longer aligned in magnitude order.

LP회로에 연결된 제어 인터페이스가 개방 위치에서 잼 되어도, 각각의 작동 챔버들의 능력에 영향을 끼치지 않으므로 LP회로의 압력 레벨을 얻을 수 있다. 이와 대응되는 방식으로, HP회로에 연결된 제어 인터페이스가 개방 위치에서 잼 되어도, 작동 챔버들의 능력에 영향을 끼치지 않으므로 HP회로의 압력 레벨을 얻을 수 있다.
Even if the control interface connected to the LP circuit is jammed in the open position, the pressure level of the LP circuit can be obtained since it does not affect the ability of each of the operation chambers. In a corresponding manner, even if the control interface connected to the HP circuit is jammed in the open position, the pressure level of the HP circuit can be obtained since it does not affect the ability of the operating chambers.

제어 인터페이스의 어느 밸브가 개방 위치에서 잼 되어 제어 인터페이스가 폐쇄되어야 하는 경우는 작동 챔버에 의해 생성되는 힘의 요소와 액추에이터에 의해 생성되는 힘의 합에 명확히 영향을 끼친다. 작동 챔버가 LP회로의 압력을 가져야 하고, 예를 들면, 제어 인터페이스 HP-A의 하나의 밸브가 개방 위치에서 잼 되면, 단락 유량이 HP라인으로부터 LP라인으로 제어 인터페이스들 HP-A와 LO-A 사이에 발생한다. 이렇게 하여, 작동 챔버에 잔류하는 중간 압력은 LP회로의 압력보다 뚜렷하게 높아진다. 이와 대응하는 방식으로, 작동 챔버가 HP회로의 압력을 가져야 하고, 예를 들면, 제어 인터페이스 LP-A의 하나의 밸브가 폐쇄 위치에서 잼 되면, HP압력보다 뚜렷하게 낮은 중간 압력이 작동 챔버에 잔류하게 된다.
If any of the valves of the control interface are jammed in the open position and the control interface is to be closed, it definitely affects the sum of the forces generated by the actuators and the elements of the forces produced by the actuating chambers. If, for example, one valve of the control interface HP-A is jammed in the open position, then the short-circuit flow will flow from the HP line to the LP line via the control interfaces HP-A and LO-A Lt; / RTI > In this way, the intermediate pressure remaining in the operation chamber is significantly higher than the pressure of the LP circuit. In a corresponding manner, if the operating chamber has to have the pressure of the HP circuit and one valve of the control interface LP-A is jammed in the closed position, for example, an intermediate pressure, which is significantly lower than the HP pressure, do.

액추에이터의 정적인 상태에서, 작동 챔버의 압력은 아래의 방정식을 따른다.In the static state of the actuator, the pressure of the operating chamber follows the equation:

Figure 112011033188717-pct00007
Figure 112011033188717-pct00007

여기에서, AHP = HP라인의 제어 인터페이스에서 개방 밸브들의 처리 영역들의 합, ALP = LP라인의 제어 인터페이스에서 개방 밸브들의 처리 영역들의 합.
Here, A HP = sum of the processing areas of the open valves at the control interface of the HP line, A LP = sum of the processing areas of the open valves at the control interface of the LP line.

밸브의 처리 용량은 밸브의 처리 영역과 비례한다. 4-챔버 액추에이터의 경우, 제어 인터페이스의 밸브들의 처리 영역들의 합의 1/3이하가, 개방 또는 폐쇄 위치에서 잼 되었다면, 목표 압력 (HP/LP)으로부터의 중간 압력의 이탈은 상대적으로 작다는 것이 산출을 통해 발견되었다. 이렇게 하여, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합들의 크기 순서는 정적인 상태에서는 변경되지 않으며, 이 때, 제어기의 제어 벡터에서의 제어들의 순서는 변경될 필요가 없으며, 고장이 발생한 경우, 원래의 제어 벡터를 사용할 수 있다.
The treatment capacity of the valve is proportional to the treatment area of the valve. In the case of a four-chamber actuator, it is calculated that the deviation of the intermediate pressure from the target pressure HP / LP is relatively small if less than 1/3 of the sum of the processing areas of the valves of the control interface is jammed in the open or closed position . In this way, the order of the magnitudes of the sums of forces generated by the actuators is not changed in a static state, in which case the order of the controls in the control vector of the controller need not be changed and, in the event of a failure, A vector can be used.

상기 설명에서, 몇 개의 밸브가 동시에 고장나는 것은 매우 드문 일이므로 한번에 하나의 밸브가 고장한 것으로 가정하였다. 몇 개의 밸브가 동시에 고장나는 경우, 가능하다면, 액추에이터와 그에 의해 제어되는 메커니즘이 그 자리에서 잠금되도록 시도한다. 또한, 실현된 밸브들의 위치들이, 예를 들면, 센서들을 통해 확인될 수 있다고 가정하였고, 실현된 위치가 제어기에 의해 주어진 제어값에 따른 위치에 대응하는지를 비교할 수 있다고 가정하였다. 상기 위치는 밸브의 상태에 좌우된다. 비교를 근거로, 어느 밸브가 결함이 있으며 어느 위치에서 잼이 발생했는지를 판단할 수 있다. 이를 근거로, 제어기에서 필요한 변경을 실행하여 고장을 보상하고 제어기를 사용하여 여전히 작업상 유효한 밸브들을 제어한다.
In the above description, it is very rare that several valves fail at the same time, so one valve at a time is assumed to have failed. If several valves fail at the same time, try to lock the actuator and its controlled mechanism in place if possible. It has also been assumed that the positions of the realized valves can be ascertained, for example, via sensors and it is possible to compare whether the realized position corresponds to a position according to the control value given by the controller. The position depends on the state of the valve. Based on the comparison, it is possible to determine which valve is defective and where the jam occurred. Based on this, the controller performs the necessary changes to compensate for the fault and still uses the controller to control the valves that are operationally operational.

아래에서, 일 례를 통하여 고장에 관련된 알고리즘의 작동을 설명할 것이다. 동일한 원리가, 챔버 수가 4개가 아니며 그리고/또는 몇 개의 압력 레벨들이 작동 챔버 각각에 대해 가용한 액추에이터의 경우에, 적용된다. 제어 인터페이스에서, 다양한 수의 밸브들이 적용될 수 있으며, 밸브들의 상대적인 처리 용량은 가변된다.
In the following, we will illustrate the operation of the algorithm involved in failure through an example. The same principle applies in the case of actuators in which the number of chambers is not four and / or several pressure levels are available for each of the actuating chambers. In the control interface, a variable number of valves can be applied, and the relative processing capacity of the valves is variable.

본 예에서, 상기 제시된 4-챔버 실린더 액추에이터는, 제시된 디지털 유압 이중 가압 시스템에서 사용된다. 작동 챔버 각각의 제어 인터페이스들 둘다, 예를 들면, 서로 다른 처리 용량을 가진 두개의 밸브들을 구비한다. 제어 인터페이스 내에서, 밸브의 처리 용량들 사이에 또는 처리 영역들 사이에, 예를 들면, 1:1 또는 20:1과 같이 상대적인 분할이 적용될 수 있다. 따라서, 제어 인터페이스들내에는 총 16개의 밸브가 있으며, 액추에이터를 제어하는 밸브들의 상태와 위치는 명확하게 16-수 또는 16-비트 2진수로 주어질 수 있으며, 예를 들면, HP-A, LP-A, HP-B, LP-B, HP-C, LP-C, HP-D, LP-D 순서로 주어지며, 이때 2진수는 00 00 00 00 00 00 00 00 or 11 11 11 11 11 11 11 11이 되며, 이들 사이의 모든 2진수이다.
In this example, the 4-chamber cylinder actuator shown above is used in the proposed digital hydraulic double-pressure system. Both of the control interfaces of each of the operation chambers have, for example, two valves with different processing capacities. Relative partitioning can be applied within the control interface, between the processing capacities of the valves, or between processing regions, for example, 1: 1 or 20: 1. Thus, there are a total of 16 valves in the control interfaces, and the state and position of the valves that control the actuators can be explicitly given in 16-bit or 16-bit binary numbers, for example HP- A, HP-B, LP-B, HP-C, LP-C, HP-D and LP-D in this order. 00 00 00 00 00 00 00 00 or 11 11 11 11 11 11 11, and all binary numbers between them.

2진수의 비트들 사이의 중요도는, 그 중요도가, 제어 인터페이스 각각에 대응되는 작동 챔버의 크기에 비례하는 방식으로, 즉, 가장 큰 유효 영역을 가지는 작동 챔버의 제어 인터페이스들을 나타내는 비트들이 가장 큰 중요도를 가지는 방식으로 처리하는 것이 합리적이다. 처리 용량이 참작되어야 하는, 동일한 제어 인터페이스의 밸브들에게도 동일하게 적용된다. 동일한 작동 챔버에 연결된 HP및 LP라인들의 제어 인터페이스들의 비트들간의 중요도는 합의되어야 할 문제이다.
The significance between the bits of the binary number is such that the significance thereof is proportional to the size of the operation chamber corresponding to each of the control interfaces, that is, the bits indicating the control interfaces of the operation chambers having the greatest effective area have the greatest importance It is reasonable to process it in such a way that The same applies to the valves of the same control interface, where the throughput capacity should be taken into consideration. The importance of the bits of the control interfaces of the HP and LP lines connected to the same operation chamber is a matter to be agreed upon.

설정된 응답 시간들내에 모든 밸브들이 각각의 제어값들 (개방/폐쇄, 온/오프, 1/0)을 따른다면, 응답 시간의 지연 후에 실제값은 제어값에 대응하도록 할 수 있다. 따라서, 실제값과 제어값에 대응하는 2진수들간의 차이는 제로가 된다.
If all the valves within the set response times follow the respective control values (open / close, on / off, 1/0), the actual value may correspond to the control value after a delay of the response time. Therefore, the difference between the binary value corresponding to the actual value and the control value becomes zero.

제어 인터페이스의 실제값, 즉, 밸브 상태가 제어값으로부터 충분히 뚜렷하게 이탈되면, 고장 상황이라고 할 수 있다. 결함 밸브와 고장의 유형 (개방 또는 폐쇄된 위치에서 잼 발생)은 제어값과 실제값에 대응하는 2진수들 사이의 차이값으로부터 판단되며, 이것은 밸브를 제어하는 비트의 중요도가 상기 차이의 크기를 결정하기 때문이다. 16-비트 시스템에서, 최하위 비트, 즉, 제어 인터페이스 LP-D의 가장 작은 밸브는, 고장 상황에서 고장의 유형에 따라 차이 +1/-1 (+/- 20) 를 산출한다. 이에 대응되는 방식으로, 최상위 비트는 고장의 유형에 따라 차이 +/- 32768 (+/-215) 를 산출한다.
If the actual value of the control interface, that is, the valve state, deviates sufficiently from the control value, it can be said to be a failure situation. The defect valve and the type of failure (jamming in the open or closed position) is determined from the difference between the binary values corresponding to the control value and the actual value, which indicates that the importance of the bit controlling the valve is the magnitude of the difference Because it decides. In the 16-bit system, the least significant bit, the smallest valve of the control interface LP-D, produces a difference of + 1 / -1 (+/- 2 0 ) depending on the type of fault in the fault situation. In a corresponding manner, the most significant bit yields the difference +/- 32768 (+/- 2 15 ) depending on the type of failure.

2진수의 비트들이 제어 인터페이스 순서 HP-A, LP-A, HP-B, LP-B, HP-C, LP-C, HP-D, LP-D를 나타내며, 제어값과 실제값 사이의 차이가, 예를 들어, +8192 (213) 인 경우, 제어 인터페이스 LP-A의 가장 큰 밸브가 개방 위치에서 잼 되었음을 알 수 있다. 차이의 지수를 보면, 인덱싱은 제로로부터 시작하므로, 13번째 비트가 문제의 비트라고 판단될 수 있다. 다시 말하면, 우측으로부터 카운트하여, 2진수의 14번째 비트이며, 제어 인터페이스 LP-A의 보다 상위 비트이다. 차이의 표시를 보면, 밸브가 개방 위치에서 잼된것으로 판단할 수 있으며, 이것은 기준값의 2진수를 뺄셈할, 상기 밸브들의 실제값의 2진수가, 기준값의 2진수보다 크기 때문이다.
Binary bits indicate the control interface sequence HP-A, LP-A, HP-B, LP-B, HP-C, LP-C, HP-D and LP- For example, +8192 (2 13 ), it can be seen that the largest valve of the control interface LP-A was jammed in the open position. Looking at the exponent of the difference, since the indexing starts from zero, the thirteenth bit can be determined to be the bit of the problem. In other words, it counts from the right side and is the 14th bit of the binary number, which is a higher order bit of the control interface LP-A. In the indication of the difference, it can be judged that the valve is jammed in the open position, because the binary number of the actual value of the valves to subtract the binary number of the reference value is larger than the binary number of the reference value.

이제, 제어 인터페이스 LP-A의 밸브들의 비율이, 예를 들면, 20:1이고, 더 큰 밸브가 개방 위치에서 잼되었음을 알 수 있다. 또한, 제어 인터페이스 HP-A의 처리 용량들은, 정상 상태에서, 예를 들면, 제어 인터페이스 LP-A와 동일하여, 제어 인터페이스 HP-A의 최대 처리 용량은 지수 21 (20+1) 로 나타낼 수 있다. 이렇게 하여, 작동 챔버의 상태가 0의 상태일 때 LP회로의 압력은 항상 작동 챔버에서 생성되지만, 작동 챔버의 상태가 1로 변화되면, 작동 챔버는 HP회로의 압력을 이루지 못하고 중간 압력은 작동 챔버에 잔류하게 되는데, 이것은 제어 인터페이스 LP-A에 잼된 밸브가 존재하기 때문이다.
It can now be seen that the ratio of the valves of the control interface LP-A is, for example, 20: 1, and the larger valve is jammed in the open position. Further, the processing capacities of the control interface HP-A are the same as those of the control interface LP-A, for example, in the steady state, and the maximum processing capacity of the control interface HP-A can be represented by the exponent 21 (20 + 1) . Thus, when the state of the operation chamber is 0, the pressure of the LP circuit is always generated in the operation chamber, but when the state of the operation chamber is changed to 1, the operation chamber does not achieve the pressure of the HP circuit, Because there is a measured valve in the control interface LP-A.

액추에이터의 정적인 상태에서의 상기 중간 압력은 상기 제시된 방정식으로부터 산출되며, 이 때, 비율 AHP/ALP 은 비율 21/20에 대응된다. 중간 압력을 이용하여, 모든 힘의 요소들과, 개방 위치에서 밸브가 잼된 고장 상황에 대해 생성될 힘의 합을 산출할 수 있다.
The intermediate pressure in the static state of the actuator is calculated from the presented equation, where the ratio A HP / A LP corresponds to the ratio 21/20. Using the intermediate pressure, it is possible to calculate the sum of the forces to be generated for all force components and the fault situation in which the valve is measured in the open position.

표 1은 액추에이터들의 작동 챔버들의 상태들과, 시스템 장애가 없는 경우의 힘의 합 (No_err) 의 크기를 보여준다. 산출된 힘의 합 (LP-A 개방)을 보면, 정적인 상태에서, 힘의 총합들이 더 이상 크기의 순서로 정렬되지 않음을 알 수 있고, 그러므로, 제어들 (dec(0...15)) 을 나타내는 제어 벡터는, 제어기에 의해 사용될 수 있도록 힘의 합들이 크기 순서로 정렬되도록, 표 2에서 보여준 바와 같이 재정렬 되어야한다. Table 1 shows the states of the actuating chambers of the actuators and the magnitude of the sum of forces (No_err) in the absence of system failure. It can be seen that, in the static state, the summations of forces are no longer sorted in order of magnitude, and therefore the controls dec (0 ... 15) ) Must be rearranged as shown in Table 2 so that the sums of forces are sorted in magnitude order so that they can be used by the controller.

    챔버들의 2진 제어Binary control of chambers       u%u% dec
(0...15)
dec
(0 ... 15)
AA BB CC DD No_errNo_err LP-A openLP-A open
00 55 00 1One 00 1One -38,46-38,46 -38,45859-38,45859 1One 44 00 1One 00 00 -30,13-30,13 -30,12709-30,12709 22 77 00 1One 1One 1One -22,12-22,12 -22,12231-22,12231 33 66 00 1One 1One 00 -13,79-13.79 -13,79081-13,79081 44 1One 00 00 00 1One -5,21-5,21 -5,214258-5,214,258 55 00 00 00 00 00 3,123.12 3,1172453,117245 66 33 00 00 1One 1One 11,1211,12 11,1220211,12202 77 22 00 00 1One 00 19,4519,45 19,4535319,45353 88 1313 1One 1One 00 1One 27,3127,31 -3,97368-3,97368 99 1212 1One 1One 00 00 35,6435,64 4,3578244,357824 1010 1515 1One 1One 1One 1One 43,6443,64 12,3626012,36260 1111 1414 1One 1One 1One 00 51,9751,97 20,6941120,69411 1212 99 1One 00 00 1One 60,5560,55 29,2706529,27065 1313 88 1One 00 00 00 68,8868,88 37,6021637,60216 1414 1111 1One 00 1One 1One 76,8976,89 45,6069445,60694 1515 1010 1One 00 1One 00 85,2285.22 53,9384453,93844

    챔버들의 2진 제어Binary control of chambers       u%u% dec
(0...15)
dec
(0 ... 15)
AA BB CC DD No_errNo_err LP-A openLP-A open
00 55 00 1One 00 1One -38,46-38,46 -38,45859-38,45859 1One 44 00 1One 00 00 -30,13-30,13 -30,12709-30,12709 22 77 00 1One 1One 1One -22,12-22,12 -22,12231-22,12231 33 66 00 1One 1One 00 -13,79-13.79 -13,79081-13,79081 44 1One 00 00 00 1One -5,21-5,21 -5,214258-5,214,258 55 1313 1One 1One 00 1One 27,3127,31 -3,97368-3,97368 66 00 00 00 00 00 3,123.12 3,1172453,117245 77 1212 1One 1One 00 00 35,6435,64 4,3578244,357824 88 33 00 00 1One 1One 11,1211,12 11,1220211,12202 99 1515 1One 1One 1One 1One 43,6443,64 12,3626012,36260 1010 22 00 00 1One 00 19,4519,45 19,4535319,45353 1111 1414 1One 1One 1One 00 51,9751,97 20,6941120,69411 1212 99 1One 00 00 1One 60,5560,55 29,2706529,27065 1313 88 1One 00 00 00 68,8868,88 37,6021637,60216 1414 1111 1One 00 1One 1One 76,8976,89 45,6069445,60694 1515 1010 1One 00 1One 00 85,2285.22 53,9384453,93844

상기 제시된 알고리즘은, 상이한 압력 레벨들을 가진 몇 개의 충전 회로들이 단일 작동 챔버에 결합될 때 적용될 수 있다. 이렇게 하여, 특히 상기 제어의 방법으로 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합에 밸브 결함이 중대한 영향을 끼치는 경우, 상기 제어들을 차단하며, 차단 상태에서는, 결함 밸브들로 인하여, 제어 인터페이스들의 실제 상태들은 원하는 상태들에 부합되지 않는다.
The algorithm presented above can be applied when several charging circuits with different pressure levels are combined into a single operation chamber. In this way, in particular, when the valve defects have a significant influence on the sum of the forces generated by the actuator by means of the control, the controls are blocked, and in the blocking state, due to the defective valves, It does not match the states.

디지털 유압 액추에이터 적용Digital Hydraulic Actuator Application

이제, 디지털 유압 시스템에서 디지털 유압 액추에이터의 용도에 대해 설명한다. 액추에이터는 특히 디지털 실린더이며, 다양한 펌프, 모터, 에너지 충전, 압력 컨버터, 에너지 컨버터, 선회 드라이브 및 회전 드라이브에 적용될 수 있다.
Now, the use of a digital hydraulic actuator in a digital hydraulic system will be described. Actuators are especially digital cylinders and can be applied to a variety of pumps, motors, energy charging, pressure converters, energy converters, rotary drives and rotary drives.

도1의 예는 그 작동이 상기 설명된 디지털 실린더를 구비한다. 선회 드라이브의 도9의 예는, 상기 제시된 시스템이 적용된, 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 선회 장치를 구비한다. 선회 장치의 구조와 구성요소들에서, 알려진 선회 장치의 대응 부재들을 사용할 수 있다. 회전 드라이브에 대한 도10의 예는 디지털 유압 펌프 모터를 구비하며, 여기에는 몇 개의 실린더 액추에이터가 적용되며, 디지털 유압 모터 및 디지털 유압 시스템에서의 펌프로서 적용될 수 있다. 도11의 예는 디지털 유압 컨버터 (112) (DPCU)를 구비하며, 여기에는 몇 개의 디지털 실린더들이 적용되며, 또 다른 예들은 도 15와 16에 도시된다. 도12의 예는 디지털 유압 펌프 압력 컨버터 (122) (DPCPU)를 구비하며, 여기에는 몇 개의 디지털 실린더들이 적용되며, 이 컨버터는 이동부 (123)에 의해 외부 에너지의 소스로 연결되며, 또 다른 예들은 도 14와 17에 도시된다. 도14와 17
The example of Fig. 1 has the digital cylinder whose operation is described above. The example of Fig. 9 of the swivel drive has a swivel device to which the proposed system is applied, which converts the linear motion into rotational motion. In the structure and components of the pivoting device, corresponding members of known pivoting devices can be used. The example of FIG. 10 for a rotary drive has a digital hydraulic pump motor, to which several cylinder actuators are applied and can be applied as a pump in a digital hydraulic motor and a digital hydraulic system. The example of FIG. 11 includes a digital hydraulic converter 112 (DPCU), to which several digital cylinders are applied, and other examples are shown in FIGS. 15 and 16. FIG. The example of FIG. 12 includes a digital hydraulic pump pressure converter 122 (DPCPU), to which several digital cylinders are applied, which are connected to a source of external energy by a moving part 123, Examples are shown in Figures 14 and 17. 14 and 17

디지털 유압 선회 장치Digital hydraulic swing device

도9의 예에서, 선회 장치 (41)는, 예를 들면, 선회 기어 휠(47)을 회전시키는 기어랙들 (45, 46)을 구비한다. 상기 선회 장치는, 예를 들면, 이동가능한 작업 기계의 프레임상에 장착되며, 선회 기어 휠은 작업 기계의 선실 (캐빈) 또는 크레인을 회전시키기 위해 사용된다. 일반적으로, 선회 장치는 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 수단을 구비한다. 직선 운동은 실린더를 사용하여 실행되고, 회전 운동은 회전 샤프트를 사용하여 실행된다.
In the example of Fig. 9, the swivel device 41 has, for example, gear racks 45, 46 for rotating the swivel gear wheel 47. In Fig. The swivel device is mounted, for example, on a frame of a movable work machine, and the swivel gear wheel is used to rotate the cabin or crane of the working machine. Generally, the pivoting device has means for converting linear motion into rotational motion. Linear motion is performed using a cylinder, and rotational motion is performed using a rotary shaft.

모멘트 조정된 선회 장치는 일반적으로 병렬 결합된 두개의 액추에이터들 (42, 43)을 이용하여 실행되며, 액추에이터들의 피스톤 로드들이 동일한 방향을 가리키도록 각각의 기어 랙 (45, 46)에 각각의 액추에이터가 장착되며, 여기에서, 하나의 액추에이터가 길어지면, 다른 하나는 짧아진다. 기어 랙들은 액추에이터들의 측면에 평행하게 장착되어 양측에서 선회 기어 휠 (47)을 구동한다. 이 경우에, 액추에이터의 프레임들은 움직이며, 피스톤 로드는 선회 장치상에 움직이지 않도록 장착되어, 예를 들면, 작업 기계의 프레임상에 장착된다. 선회 기어 휠 (47)상에서 액추에이터들에 의해 발생한 액추에이터들의 힘의 최대 총합은, 이 경우, 하나의 액추에이터의 최대 총 견인력과 다른 액추에이터의 최대 총 추진력의 합이다. 이렇게 하여, 회전 방향 각각에서의 선회 장치의 총 모멘트 Mtot는 최대가 되며, 각각의 액추에이터의 힘의 최대 총합과 선회 기어 휠 (47)의 반경 R의 산출된 곱의 합으로서 형성된다.
The moment-adjusted pivoting device is generally implemented using two parallel-connected actuators 42, 43, and the respective gear racks 45, 46 are provided with respective actuators 42, 43 so that the piston rods of the actuators point in the same direction. Where one actuator becomes longer and the other becomes shorter. The gear racks are mounted parallel to the sides of the actuators to drive the revolving gear wheels 47 on both sides. In this case, the frames of the actuator are moved and the piston rod is mounted on the pivot device so as not to move, for example, mounted on the frame of the working machine. The maximum sum of the forces of the actuators generated by the actuators on the revolving gear wheel 47 is in this case the sum of the maximum total traction force of one actuator and the maximum total traction force of the other actuators. In this way, the total moment Mtot of the revolving device in each rotation direction is maximized, and is formed as the sum of the maximum sum of the forces of the respective actuators and the calculated product of the radius R of the revolving gear wheel 47. [

선회 장치 (41)는 제어 회로에 의해 제어되며, 여기에서, 제어 인터페이스는, 선회 장치의 액추에이터의 각각의 작동 챔버에 제공되며, 이러한 제어 인터페이스를 이용하여, 상기 작동 챔버는 저압 LP 또는 고압 HP에 연결된다. 상기 제어 회로는 기능에 있어서 도1의 제어 회로 (40)에 대응되며, 가압 매체를 위한 필요한 연결을 수행한다.
The swivel device 41 is controlled by a control circuit, wherein a control interface is provided for each of the operation chambers of the actuator of the swivel, and by means of this control interface, the operation chamber is connected to either low pressure LP or high pressure HP . The control circuit corresponds in function to the control circuit 40 of FIG. 1 and performs the necessary connections for the pressure medium.

선회 장치의 상태들의 수는 액추에이터들 (45, 46)의 구조에 좌우된다. 액추에이터들을 제어하는 몇 개의 대체안들이 있다. 몇 개의 액추에이터들의 경우, 선회 장치 (41)의 상태들의 수는 멱함수 ab 로 형성되어, 밑수 a는 액추에이터의 제어들의 상태들의 수이며, 예를 들어 a=2n 인 경우, n은 작동 챔버들의 수이며, 지수 b는 액추에이터들의 수이다. 두개의 작동 챔버를 가진 두개의 액추에이터의 경우, 각각의 상태의 수는 16이며, 네개의 작동 챔버를 가진 두개의 액추에이터의 경우, 각각의 상태의 수는 256이다. 각각의 상태는 모멘트 값 Mtot에 대응된다. 각 액추에이터는 도1에 따른 제어 회로로 제어된다. 액추에이터 들(45, 46)이 동일하거나, 또는 동일한 유효 영역들을 가진 작동 챔버들을 구비한 경우, 상이한 상태들의 수는 중복 상태들로 인해 더 작으며, 둘 이상의 상태들에서 동일한 총 모멘트 Mtot 가 획득된다. 도9의 예에서, 액추에이터들은 동일하며, 각각의 액추에이터는 도1의 액추에이터 (23)과 동일한 방식으로 네개의 작동 챔버들을 구비하며, 각 액추에이터는 균등 등급화를 이용하여 16개의 상이한 힘들을 생산하기 위해 사용된다. 이렇게 하여, 중복되는 상태들은 계산에서 제외하면, 상태들의 총 수는 31이다. 제로 모멘트를 생산하는 상태는 두개의 액추에이터에 공통적이므로, 상태들의 수는 두개의 액추에이터들의 상태들의 총 수보다 하나가 적다. 선회 장치는, 액추에이터들의 힘의 총 합들이 서로 압도할 때 제로 모멘트를 생산하며, 회전의 일방향에서 15-단계의 모멘트 조정과 회전의 반대 방향에서 15-단계의 모멘트 조정을 생산하는 적어도 하나의 상태를 가진다. 액추에이터들의 작동 챔버들의 유효 영역들은 바람직하게는 2진 가중 계수로 부호화하여 균등 등급화된 모멘트 제어를 제공한다. 또한, 실린더들은 바람직하게는 동일하다.
The number of states of the swivel device depends on the structure of the actuators 45, 46. There are several alternatives to controlling the actuators. In the case of several actuators, the number of states of the pivoting device 41 is formed by a power function a b , where the base number a is the number of states of the controls of the actuator, for example a = 2 n , , And exponent b is the number of actuators. For two actuators with two actuating chambers, the number of each state is 16, and for two actuators with four actuating chambers, the number of states is 256. Each state corresponds to a moment value Mtot. Each actuator is controlled by a control circuit according to Fig. If the actuators 45 and 46 have the same or the same effective chambers as the actuating chambers, then the number of different states is smaller due to redundant states, and the same total moment Mtot is obtained in more than one state . In the example of Fig. 9, the actuators are the same, and each actuator has four operation chambers in the same manner as the actuator 23 of Fig. 1, and each actuator produces 16 different forces using even grading . In this way, the total number of states is 31, except for redundant states. Since the state of producing zero moments is common to the two actuators, the number of states is one less than the total number of states of the two actuators. The pivoting device produces a zero moment when the sum of forces of the actuators is overwhelmed with each other, and at least one state to produce a 15-step moment adjustment in one direction of rotation and a 15-step moment adjustment in the opposite direction of rotation . The effective areas of the actuating chambers of the actuators are preferably encoded with a binary weighting factor to provide evenly rated moment control. Further, the cylinders are preferably the same.

제로 모멘트를 생산하기 위해 선택된 상태들은 액추에이터들의 어느 상태일 수 있으며, 예를 들면, 양 또는 음의 극도의 힘들의 상태들, 또는 그들 사이의 어느 상태, 예를 들면 중간 영역으로부터의 상태이다. 액추에이터들의 크기가 동일한 경우, 선회 장치는 액추에이터들의 제어들이 서로 동일한 각각의 경우에 대해 제로 모멘트를 생성한다. 다시 말하면, 제로 제어에 의해 생성된 최초 장력(tension)이 액추에이터의 어느 상태에서 생성될 수 있다 (4개의 챔버를 가진 액추에이터의 경우, 힘의 레벨 0 내지 15에 의해) 이렇게 하여, 모멘트 단계들이 여러 방법으로 생성될 수 있으며, 예를 들면, 모멘트 조정이 회전의 일방으로 이루어 질 때, 하나의 액추에이터가, 포화된 범위에서 작동하고 다른 하나는 선형 범위에서 작동하는 방식으로 생성되며, 모멘트 조정이 회전의 또다른 제1방향으로 이루어질 때, 이에 대응하는 방식으로, 역으로 생성된다 (표 3의 방법 1과 2를 참조) The states selected for producing the zero moment may be any state of the actuators, for example, states of positive or negative extreme forces, or any state therebetween, e.g., from the middle region. If the magnitudes of the actuators are the same, the pivoting device generates a zero moment for each case where the controls of the actuators are equal to each other. In other words, the initial tension created by the zero control can be generated in any state of the actuator (for actuators with four chambers, by force levels 0 to 15). Thus, For example, when the moment adjustment is in one direction of rotation, one actuator operates in a saturated range and the other in a manner operating in a linear range, In the other way, in a corresponding manner, see the methods 1 and 2 in Table 3)

  선택 1Choice 1   선택 2Choice 2   선택 3Choice 3   선택 4, 등.Select 4, etc. 시스템 제어System control Cyl1
제어
Cyl1
Control
Cyl2
제어
Cyl2
Control
Cyl1
제어
Cyl1
Control
Cyl2
제어
Cyl2
Control
Cyl1
제어
Cyl1
Control
Cyl2
제어
Cyl2
Control
Cyl1
제어
Cyl1
Control
Cyl2
제어
Cyl2
Control
u%u% u1%u1% u2%u2% u1%u1% u2%u2% u1%u1% u2%u2% u1%u1% u2%u2% 00 00 1515 00 1515 00 1515 00 1515 1One 00 1414 1One 1515 00 1414 1One 1515 22 00 1313 22 1515 1One 1414 22 1515 33 00 1212 33 1515 1One 1313 22 1414 44 00 1111 44 1515 22 1313 22 1313 55 00 1010 55 1515 22 1212 22 1212 66 00 99 66 1515 33 1212 33 1212 77 00 88 77 1515 33 1111 44 1212 88 00 77 88 1515 44 1111 55 1212 99 00 66 99 1515 44 1010 55 1111 1010 00 55 1010 1515 55 1010 55 1010 1111 00 44 1111 1515 55 99 55 99 1212 00 33 1212 1515 66 99 66 99 1313 00 22 1313 1515 66 88 77 99 1414 00 1One 1414 1515 77 88 88 99 1515 00 00 1515 1515 77 77 88 88 1616 1One 00 1515 1414 88 77 88 77 1717 22 00 1515 1313 88 66 88 66 1818 33 00 1515 1212 99 66 99 66 1919 44 00 1515 1111 99 55 1010 66 2020 55 00 1515 1010 1010 55 1111 66 2121 66 00 1515 99 1010 44 1111 55 2222 77 00 1515 88 1111 44 1111 44 2323 88 00 1515 77 1111 33 1111 33 2424 99 00 1515 66 1212 33 1212 33 2525 1010 00 1515 55 1212 22 1313 33 2626 1111 00 1515 44 1313 22 1414 33 2727 1212 00 1515 33 1313 1One 1414 22 2828 1313 00 1515 22 1414 1One 1414 1One 2929 1414 00 1515 1One 1414 00 1414 00 3030 1515 00 1515 00 1515 00 1515 00

제로 모멘트를 생성하는 상태들이 액추에이터의 상태들의 중간 범위로부터 선택되면, 액추에이터들의 상태들을 교호하는 방법으로 변경함으로써 모멘트 단계들을 생성할 수 있으며, 두개의 액추에이터들은 모두 전체 모멘트 범위내에서 선형 범위로 작동할 수 있다 (표3의 방법 3 참조). 액추에이터들의 선형 범위에서 작동한다는 것은 액추에이터의 포화되지 않은 개별 값이, 액추에이터들의 상태들의 인덱싱 범위내에서, 포화된 개별 제어값 (u%)의 최대치를 초과하지 않는다는 것이다. 상태 변경은 둘 또는 세개의 단계들을 통해 (표3의 방법 4 참조), 또는 다른 순열 알고리즘을 이용하여 수행된다. 이에 대한 예들은 첨부된 표3 참조한다.
If the states creating the zero moment are selected from a midrange of states of the actuator, then the moment steps can be created by alternating the states of the actuators in an alternating manner, and both actuators operate in a linear range within the entire moment range (See method 3 in Table 3). Operating in the linear range of the actuators means that the unsaturated individual values of the actuators do not exceed the maximum of the respective individual control values (u%) within the indexing range of the states of the actuators. State changes are performed through two or three steps (see method 4 in Table 3), or using another permutation algorithm. See Table 3 for examples of this.

선회 장치의 제어를 위해, 도 5, 6 또는 7에 도시된 제어기 (24)를 사용할 수 있다. 여기에서 제어 컨버터 (32)는, 액추에이터들의 상태들을 결정하는 충분한 수의 제어 인터페이스들을 제어하기위해 사용되는 방식으로 확장된다. 도2에 도시된 표는, 지수들의 수가 다양한 제어값에 대응하며, 시스템의 상이한 상태들을 나타내기 위해 컬럼의 값들이 추가되며, 챔버들의 2진 상태를 나타내는 2진수가 증가하며 (즉, 액추에이터들의 2진 제어를 나타내는 2진수들의 수가 액추에이터들의 수에 따라 증가하며), 제어 인터페이스들의 증가로 인해 제어 인터페이스들의 2진 상태들을 나타내는 컬럼들이 증가하는 방식으로 확장된다. 또한, 생성될 모멘트와 선회 장치의 회전 방향에 비례하는 설정값 (31)을 이용할 수 있다. 생성될 모멘트가, 액추에이터에 의해 생성된 힘의 합에 직접적으로 비례하므로 (계수는 선회 기어 휠 (47)의 반경 R이다), 제어를 위해서, 도5에 연관하여 설명되는 유효한 힘의 제어값 (31)을 사용할 수 있으며, 이것은 도8과 연관하여 제시된 바와 같이 처리될 것이다. 상기 제시된 바와 같이, 가속 제어된 시스템은 속도 제어될 수 있다.
For the control of the swing device, the controller 24 shown in Fig. 5, 6 or 7 can be used. Wherein the control converter 32 is extended in a manner that is used to control a sufficient number of control interfaces to determine the states of the actuators. The table shown in FIG. 2 shows that the number of exponents corresponds to various control values, the values of the columns are added to represent different states of the system, the binary number representing the binary states of the chambers increases (i.e., The number of binary numbers representing the binary control increases with the number of actuators) and the columns representing the binary states of the control interfaces are expanded in an increasing manner due to the increase in control interfaces. In addition, a set value 31 proportional to the moment to be generated and the rotational direction of the swing device can be used. Since the moment to be generated is directly proportional to the sum of the forces generated by the actuator (the coefficient is the radius R of the revolving wheel 47), the control value of the effective force 31), which will be processed as presented in connection with FIG. As indicated above, the accelerated system may be speed controlled.

선회 장치의 제어기는 도 5, 6 또는 7에 도시된 두개의 병렬 제어기에 의해 구현되며, 여기에서 각각의 제어기는 단일 액추에이터 (42, 43)를 제어한다. 이것은 액추에이터들 (45, 56)에 의해 생성된 힘의 효과 또한 분리되기 때문에 가능하다. 유효한 힘 (가속)을 위한 상대적 제어값 (31), 속도를 위한 제어값 (28), 또는 위치를 위한 제어값 (26)은, 부하 상황에 따라 각 액추에이터의 제어 밸브들에 대해 원하는 가속에 대응하는 위치들을 계산할 양쪽의 컨버터들에 입력될 수 있다.
The controller of the pivoting device is implemented by two parallel controllers shown in Figures 5, 6 or 7, wherein each controller controls a single actuator 42, 43. This is possible because the effect of the force generated by the actuators 45, 56 is also separated. The relative control value 31 for the effective force (acceleration), the control value 28 for the speed, or the control value 26 for the position corresponds to the desired acceleration for the control valves of the respective actuators, Lt; / RTI > can be input to both converters to calculate the positions to be calculated.

상기와 같이, 에너지는 상태 변경과 연관하여 소모된다. 액추에이터들의 제어의 특징은, 대부분의 상태 변경이 발생하는 각각의 면에서 가속 제로 포인트에 대응하는 제어값과, 그 포인트에 가장 가까운 제어값들 사이에서 제어된다는 것이다. 실린더 액추에이터들의 최초 장력이 선회 장치의 본 시스템에서 자유롭게 선택가능하므로, 제로 모멘트에 대한 제어값은 시스템의 상태표에서 선택가능하며, 이 제어값으로부터, 양 방향으로의 가장 가까운 상태 변경은 에너지를 되도록 적게 소모한다. 이러한 제어들은, 예를 들면, 4개의 챔버를 가진 액추에이터의 경우, 제어값 10과 5를 포함한다. 선회 장치의 시스템에서, 상기 제시한 선 압축과 선 확장을, 특히 제어기에 의해 제어되는 지연을 통하여 적용할 수 있다.
As described above, the energy is consumed in connection with the state change. A feature of the control of the actuators is that they are controlled between the control value corresponding to the acceleration zero point and the control values closest to the point in each plane in which most state changes occur. Since the initial tension of the cylinder actuators is freely selectable in the present system of the pivoting device, the control value for the zero moment can be selected in the state table of the system, from which the closest state change in both directions It consumes less. These controls include, for example, control values 10 and 5 for an actuator with four chambers. In the system of the swivel device, the proposed line compression and line expansion can be applied through delays, in particular controlled by the controller.

디지털 유압 펌프 모터 및 회전 장치Digital Hydraulic Pump Motor and Rotating Device

다음으로, 디지털 유압 펌프와, 디지털 유압 시스템에서의 모터 양쪽 모두로서 적용가능한 디지털 유압 펌프 모터를 설명한다. 상기 설명된 시스템이 펌프 모터에도 적용될 수 있다.
Next, a digital hydraulic pump motor that can be applied both as a digital hydraulic pump and as a motor in a digital hydraulic system will be described. The system described above can also be applied to pump motors.

도10의 예에서, 디지털 유압 펌프 모터 (49)는, 예를 들면, 4개의 액추에어터 (50, 51, 52, 53)를 구비하며, 이 액추에이터들은 실린더들이며 회전축 X를 가지는 회전 부재 (54)를 회전시키며, 액추에이터들은 회전축으로부터 떨어진 곳에서 이 전환 부재에 연결되어 있으며, 여기에서 액추에이터 조합은 회전 부재 (54) (또는 워블러 (54))에 유효한 총 모멘트 Mtot를 생성할 수 있으며 부하를 구동한다. 바람직하게는, 모든 액추에이터들이 공동 연결 포인트 (55)를 가진다. 장치 (49)는, 예를 들면, 선회 모터 사용에 있어서, 움직일 수 있는 작업 기계의 프레임상에 장착되며, 작업 기계의 선실 (캐빈) 또는 크레인을 회전하기 위해 사용된다. 이에 대응되는 방식으로, 펌프 사용에 있어서, 회전 부재는, 예를 들면, 구동 샤프트에 연결된다. 일반적으로, 상기 장치는 펌프, 모터 또는 펌프 모터 회전 드라이브들에 적용되며, 이때 회전 부재 (54)는 직선 운동을 회전 운동으로 변환한다.
In the example of Fig. 10, the digital hydraulic pump motor 49 has, for example, four actuator fans 50, 51, 52 and 53, which are cylinders and are rotatable And the actuators are connected to this diverter member at a distance from the axis of rotation where the actuator combination can generate a total moment Mtot effective on the rotary member 54 (or the wobbler 54) . Preferably, all of the actuators have a common connection point 55. The apparatus 49 is mounted on a frame of a movable work machine, for example, in the use of a swing motor, and is used for rotating a cabin or a crane of a work machine. In a corresponding manner, in use of the pump, the rotary member is connected to, for example, a drive shaft. In general, the device is applied to pumps, motors or pump motor rotary drives, wherein the rotary member 54 converts linear motion into rotary motion.

두개의 힘 제어된 액추에이터들을 90도의 위상 시프트로 편심적으로 회전 부재 (54)에 연결함으로써 가장 간단한 방법으로, 연속 회전 경로를 가진 펌프 모터 드라이브를 획득할 수 있다. 특히, 상기 설명되고 도1에 도시된 액추에이터는 액추에이터로 사용된다. 그러나, 액추에이터가 그 최대 힘에 대하여 비대칭이므로, 즉, 최대 힘이 음 (견인)의 방향에서 보다 양 (추진)의 방향에서 더욱 강력하므로, 최대 총 모멘트 Mtot는 상대적으로 비대칭이 된다. 즉, 회전의 일 방향에서 획득한 최대 모멘트는 회전의 다른 방향에서 획득한 최대 모멘트와는 상이하다. 이러한 이유로, 최소한 3개의 실린더 액추에이터들을 120도의 위상 시프트로 편심적으로 회전 부재 (54)에 연결하여 최대 총 모멘트를 보다 대칭적으로 만드는 것이 정당하다. 또한, 도10에 도시한 바와 같이, 4개의 실린더들을 90도의 위상 시프트로 회전 부재 (54)에 결합함으로써, 양쪽 방향에서, 보다 대칭적인 최대 모멘트가 생성된다.
By connecting the two force-controlled actuators to the rotary member 54 eccentrically with a phase shift of 90 degrees, it is possible in the simplest way to obtain a pump motor drive with a continuous rotation path. In particular, the actuators described above and shown in Figure 1 are used as actuators. However, since the actuator is asymmetric with respect to its maximum force, i.e. the maximum force is stronger in the direction of positive (propulsion) than in the direction of negative (traction), the maximum total moment Mtot becomes relatively asymmetric. That is, the maximum moment obtained in one direction of rotation is different from the maximum moment obtained in the other direction of rotation. For this reason, it is reasonable to connect at least three cylinder actuators to the rotary member 54 eccentrically with a phase shift of 120 degrees to make the maximum total moment more symmetrical. Further, as shown in Fig. 10, by coupling the four cylinders to the rotary member 54 with a phase shift of 90 degrees, a more symmetrical maximum moment is generated in both directions.

디지털 펌프 모터 (49)와, 제어기를 포함하여 이 모터를 제어하는 시스템에서, 최초 장력의 에너지 절약 최적화는, 도 9를 참조하여 상기 설명한 선회 장치와 동일한 원리를 적용함으로써 수행된다.
In the system including the digital pump motor 49 and the controller, the energy saving optimization of the initial tension is performed by applying the same principle as the above described pivoting device with reference to Fig.

액추에이터들의 연결 포인트들은 연접 연결 포인트들 (56, 57, 58, 59) (각각 J1, J2, J3, J4)이며, 이들을 통해 액추에이터들은 장치의 프레임 (60)에 연결된다. 도면에 도시한 대로, 각각의 액추에이터는 공동 편심 연접 유효 포인트 P (연결 포인트 (55))와, 선회 원(circle)에 대해 규칙적으로 배치된 상기 언급한 연접 연결 포인트들 사이에 연결된다 (30). 연결 포인트들과 회전 중심 O (회전 축 X) 사이의 거리들은 서로 동일하며, 선회 원을 가로질러 보여지는 위상 쉬프트 각도들도 서로 동일하다. 일 예에서, 4개의 실린더 액추에이터들은 90도의 위상 시프트 각도로 사용된다.
The connection points of the actuators are the connection points 56, 57, 58, 59 (J1, J2, J3, J4, respectively) through which the actuators are connected to the frame 60 of the device. As shown in the figure, each actuator is connected (30) between a common eccentric concatenated effective point P (connection point 55) and the aforesaid concatenated connection points regularly arranged with respect to the circle, . The distances between the connection points and the center of rotation O (rotation axis X) are identical to each other, and the phase shift angles seen across the circle are also equal to each other. In one example, the four cylinder actuators are used with a phase shift angle of 90 degrees.

워블러의 반경 벡터는 워블러의 회전 중심 O로부터 액추에이터들의 공동 편심 연결 포인트 P까지 연결한 벡터 R을 지칭한다. 액추에이터들의 유효 레버 벡터들 r1, r2, r3, r4 (벡터 rn)은 워블러의 회전중심 (5)로부터 액추에이터의 유효한 힘의 직선까지 연결한 가장 짧은 벡터를 지칭하며, 이 벡터는 액추에이터에 의해 생성된 유효한 힘의 직선에 대해 직각이 된다. 도10에서, 액추에이터들 (50, 52)은 행정의 하단 및 상단에 있으며, 이로 인해 그들의 유효 레버 벡터들은 제로 벡터들이다.
The radius vector of the wobbler refers to the vector R connected from the center O of rotation of the wobbler to the common eccentric connection point P of the actuators. The effective lever vectors r 1 , r 2 , r 3 , r 4 (vectors r n ) of the actuators refer to the shortest vector connecting from the rotation center 5 of the wobbler to the straight line of the effective force of the actuator, Is perpendicular to the straight line of the effective force generated by the actuator. In Fig. 10, the actuators 50, 52 are at the bottom and top of the stroke, whereby their effective lever vectors are zero vectors.

액추에이터에 의해 생성된 추진력 또는 양의 힘이 워블러에 양의 모멘트 (반시계 방향)를 생성할 때, 액추에이터의 유효한 레버 벡터의 길이는 양의 길이로 한다. 이렇게 하여, 액추에이터의 연결 포인트에서 볼 때, 연결 포인트 P는 회전 원의 우측 절반에 위지해 있다. 이에 대응하는 방식으로, 대응 액추에이터에 의해 생성된 양의 (추진) 힘이 워블러 (시계 방향)에 음의 모멘트를 생성할 때, 유효 레버 벡터의 길이는 음의 길이로 한다. 이렇게 하여, 액추에이터의 연결 포인트에서 볼 때, 연결 포인트 P는 회전 원의 좌측 절반에 위치해 있다. 본 명세서에서, 액추에이터의 유효 레버는 유효 레버 벡터의 길이를 지칭한다. 액추에이터들 (50, 51, 52, 53)은 단일 힘의 벡터들인 F1, F2, F3, F4 를 각각 생성한다. 힘의 벡터들의 방향은 워블러의 유효 포인트 P의 각 액추에이터의 연결 포인트로부터 연결된 라인 세그먼트에 평행하며, 유효 힘의 방향이 추진 방향 이거나 견인 방향이 되도록, 즉, 양 또는 음이 되도록한다. 힘 결과 벡터 Ftot 는 단일 액추에이터에 의해 생성된 힘의 벡터들의 합의 벡터를 지칭한다.
When the propulsive force or positive force generated by the actuator creates a positive moment (counterclockwise) in the wobbler, the effective lever vector of the actuator is of positive length. Thus, when viewed from the connection point of the actuator, the connection point P is located at the right half of the rotation circle. In a corresponding manner, when the positive (propelling) force generated by the corresponding actuator produces a negative moment in the wobbler (clockwise direction), the length of the effective lever vector is negative. Thus, when viewed from the connection point of the actuator, the connection point P is located in the left half of the rotation circle. In this specification, the effective lever of the actuator refers to the length of the effective lever vector. Actuators 50, 51, 52, 53 generate vectors F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , respectively, of a single force. The direction of the vectors of force is parallel to the connected line segment from the connecting point of each actuator of the wobbler's effective point P such that the direction of the effective force is the propulsion direction or the traction direction, i.e., positive or negative. The force result vector F tot refers to the vector of the sum of the vectors of forces generated by a single actuator.

액추에이터의 상대적 유효 레버는 유효 레버 벡터의 길이와 유효 레버 벡터의 길이의 최대값 사이의 비율을 지칭한다. 그러므로, 각 액추에이터의 상대적 유효 레버에 대해서는 아래의 식이 적용된다.The relative effective lever of the actuator refers to the ratio between the length of the effective lever vector and the maximum value of the length of the effective lever vector. Therefore, the following equation applies to the relative effective lever of each actuator.

Figure 112011033188717-pct00008

Figure 112011033188717-pct00008

양 또는 음의 방향에서 레버가 최대 길이일 때, 액추에이터가 사점 (dead centres)에 위치하고 +1 또는 -1의 값을 수신할 때 마다 변수의 수치는 제로가 된다. 레버의 최대 길이는 액추에이터의 힘의 동작의 직선이 워블러의 유효 포인트 P의 회전 원의 접선에 닿는 점들에서 발생한다.
When the lever is at its maximum length in the positive or negative direction, the value of the variable is zero whenever the actuator is located at the dead center and receives a value of +1 or -1. The maximum length of the lever occurs at points where the straight line of action of the actuator's force touches the tangent of the source of rotation of the effective point P of the wobbler.

다음으로, 디지털 펌프 모터의 제어 시스템과 그 작동 원리에 대해 설명한다.
Next, the control system of the digital pump motor and its operation principle will be described.

단일 액추에이터 각각의 상대적 제어는 선회 드라이브의 모멘트의 상대적 제어를 상기 액추에이터의 상대적 유효 레버의 길이와 곱셈하여 생성된다. 예를 든 경우에서는 양의 모멘트를 생성하는 것이 목적이다. 다시 말하면, 모멘트의 방향은 반 시계 방향이다. 서로 마주보고있는 두개의 액추에이터들 (50, 52)가 사점에 있는 경우, 워블러의 반경 벡터 R에 대한 상호 미러 이미지로 인해, 다른 두개의 액추에이터들 (51, 53)은 대칭적으로 배치된다. 이렇게 하여, 액추에이터들 (50, 52)의 유효 레버들 r1, r3 은 반경 벡터 R에 대하여 반사된다. 즉, 길이는 동일하나 반대의 부호를 가지며, 여기에서 힘의 벡터들 F1, F3 은 서로에 대하여 동일한 길이로 조정되고 포인트 P를 통해 연결된 수직 라인 세그먼트에 대해서는 대칭적으로 배치된다. 이렇게 하여, 결과 힘 벡터 Ftot 는 수직이 되어, 즉, 워블러의 반경 벡터 R에 대해 직각으로 배치된다. 액추에이터들 (51, 53)의 사점들에서, 상기 액추에이터들의 힘의 벡터들은 제로 벡터들이며, 이것은 유효 레버들 r2 , r4 이 제로 벡터이기 때문이며, 이에 따라 힘의 벡터들이 조정된다.
The relative control of each of the single actuators is created by multiplying the relative control of the moment of the swivel drive with the length of the relative effective lever of the actuator. In any case, the goal is to create a positive moment. In other words, the direction of the moment is counterclockwise. When the two actuators 50, 52 facing each other are at the dead point, the other two actuators 51, 53 are arranged symmetrically due to the mutual mirror image of the wobbler's radius vector R. In this way, the effective levers r 1 , r 3 of the actuators 50, 52 are reflected with respect to the radius vector R. That is, the lengths are the same but have opposite signs, where the vectors of force F 1, F 3 are adjusted to the same length relative to each other and symmetrically arranged for the vertical line segment connected via point P. In this way, the resulting force vector F tot is vertical, i. E. , Perpendicular to the radius vector R of the wobbler. In the points of the actuators 51 and 53, the vectors of the forces of the actuators are zero vectors, since the effective levers r 2 and r 4 are zero vectors, and the vectors of forces are adjusted accordingly.

사점들 사이의 중간에서, 액추에이터들 (50, 53)은, 액추에이터들 (51, 52)뿐만 아니라, 반경 벡터 R에 대해서도 서로 대칭적으로 배치된다. 이렇게 하여, 유효 레버들 r2, r3 은 레버 벡터들 r1, r4 뿐만 아니라 반경 벡터 R에 대해서도 또한 반사된다. 이렇게 하여, 힘 F2j, F3 의 합 벡터는, 힘 F1, F4. 의 합 벡터뿐만 아니라 워블러 (35)의 유효 포인트의 회전 원의 접선에도 평행하도록 배치된다. 이렇게 하여, 총 결과 벡터 또한 포인트 P의 회전 원의 접선에 평행하며, 즉, 워블러의 반경 벡터에 직각으로 배치된다.
In the middle between the dead spots, the actuators 50, 53 are arranged symmetrically with respect to the radius vector R as well as the actuators 51, 52. In this way, the effective levers r 2 , r 3 are also reflected not only for the lever vectors r 1 , r 4 but also for the radius vector R. In this way, the sum vector of the forces F 2 j and F 3 becomes the sum of the forces F 1 and F 4 . Of the wobbler 35 as well as the tangent of the rotation source of the effective point of the wobbler 35. In this way, the total result vector is also parallel to the tangent of the source of rotation of point P, i. E., Perpendicular to the radius vector of the wobbler.

힘 결과 벡터 Ftot 는, 다른 회전 값을 가진 워블러의 반경 벡터 R에 대해 직각임을 알수 있다. 이로부터, 이러한 조정 방법에서, 액추에이터들이 선형 범위에서 작동하는 한, 힘 결과 벡터 Ftot 는 항상 반경 벡터 R에 거의 직각이라고 판단할 수 있다.
It can be seen that the force result vector F tot is orthogonal to the radius vector R of the wobbler with the other rotation values. From this it can be concluded from this adjustment method that the force result vector F tot is always nearly perpendicular to the radius vector R as long as the actuators operate in the linear range.

상기 디지털 유압 펌프 모터는, 제한적으로 종래 유압 시스템에서 뿐만 아니라 디지털 유압 시스템에서도, 모멘트 또는 필요한 경우, 메커니즘에 결합된 운동 에너지를 유압 시스템으로 귀환시키는 제어된 모터 드라이브로서 사용된다.
The digital hydraulic pump motor is used as a controlled motor drive to return kinetic energy coupled to the mechanism to the hydraulic system, not only in conventional hydraulic systems but also in digital hydraulic systems, moments or, if necessary.

상기 디지털 유압 펌프 모터는 필요한 경우 pQ 제어된 유압 펌프 (p=압력, Q=체적 유량)로서 사용될 수 있다. 이렇게 하여, 실린더들에 의해 생성된 모멘트는 외부로부터 메커니즘상에 유도된 모멘트로서, 반대 방향으로 설정된다. 실린더들의 유효 영역들을 이용하면 압력, 체적 유량, 구동 모멘트, 출력 제어를 제어할 수 있다. 펌프 용도에서, 장치에 의해 생성된 체적 유량과 최대 압력은 유효 표면에 비례하며, 구동 모멘트도 그에 따라 비례한다. 이러한 방법으로, 예를 들면, 펌프를 구동하는 연소 엔진의 작동 범위를 최적화하여 최선의 가능한 효율을 얻을 수 있다.
The digital hydraulic pump motor can be used as a pQ controlled hydraulic pump (p = pressure, Q = volumetric flow rate) if necessary. Thus, the moment generated by the cylinders is a moment induced on the mechanism from the outside, and is set in the opposite direction. The effective areas of the cylinders can be used to control pressure, volumetric flow rate, drive moment, and power control. In pump applications, the volumetric flow rate and the maximum pressure produced by the device are proportional to the effective surface, and the driving moment is also proportionate accordingly. In this way, for example, the operating range of the combustion engine driving the pump can be optimized to achieve the best possible efficiency.

디지털 유압 시스템에서 펌프 모터가 유압 모터로 사용되면, 펌프 모터는 별도의 제어 인터페이스들을 통해 탱크로 연결되어야 한다. 도 13a와 13b는, 예를 들면, 도11의 시스템으로 디지털 펌프 모터를 연결함을 도시한다. 상기 연결은 충전 회로들 또는 서브 회로들에 이루어 진다.
In a digital hydraulic system, if the pump motor is used as a hydraulic motor, the pump motor must be connected to the tank via separate control interfaces. Figures 13a and 13b illustrate the connection of a digital pump motor to the system of Figure 11, for example. The connection is made to the charging circuits or subcircuits.

최초 장력의 에너지 절약 최적화는 상기 제시한 선회 장치에서와 동일한 방법으로 수행된다. 디지털 펌프 모터를 제어할 때, 제로 모멘트를 생성하기 위한 액추에이터의 제어 조합은, 각 액추에이터에 대해 산출한 모멘트들의 합이 제로가 될 수 있는 제어값에 의해 선택된다. 이러한 방법으로, 액추에이터가 가장 큰 수의 상태 변경을 실행하는, 각 액추에이터의 제어 범위를 원하는 방식으로 선택할 수 있다. 디지털 펌프에서 4개의 액추에이터를 제어하는 것은, 여러가지 중에서도, 액추에이터의 행정의 상단 및 하단에서 제어의 부호가 변경되는 방식으로, 모멘트의 상대적 제어를 액추에이터들의 제어로 직접 변환함으로써 실행된다. 이런 방법으로, 모멘트의 양의 상대적 제어가 단일 액추에이터로 힘을 생성하게 하고, 양의 모멘트를 메커니즘으로 생산하도록 주의를 기울인다. 액추에이터의 유효 상대 레버에 비례하여, 모멘트의 상대적 제어가 액추에이터의 제어로 조정되는 방식으로, 상기 4개의 액추에이터를 제어한다. 또한, 단일 액추에이터의 제어를 조정하기 위한 변수는, 회전을 기초로 산출한 다른 변수일 수 있으며, 이 변수를 이용하여, 실린더들에 의해 생성된 힘들의 합 벡터가 워블러의 반경 벡터에 직각으로 유지되도록 하는 것이 목적이다.
The energy saving optimization of the initial tension is performed in the same manner as in the above-described pivoting device. When controlling the digital pump motor, the control combination of the actuators for generating the zero moment is selected by a control value at which the sum of the moments calculated for each actuator can be zero. In this way, the control range of each actuator, in which the actuator performs the largest number of state changes, can be selected in a desired manner. Controlling the four actuators in the digital pump is performed by directly converting the relative control of moments into the control of the actuators, in various ways, in such a way that the sign of control is changed at the top and bottom of the stroke of the actuator. In this way, care is taken to ensure that relative control of the amount of moment produces force with a single actuator and produces positive moment by mechanism. The four actuators are controlled in such a manner that the relative control of the moment is adjusted by the control of the actuator in proportion to the effective relative lever of the actuator. Further, the variable for adjusting the control of the single actuator may be another variable calculated on the basis of the rotation, and using this variable, the sum vector of the forces generated by the cylinders is perpendicular to the radius vector of the wobbler The goal is to keep it.

디지털 유압 컨버터 및 펌프 압력 컨버터Digital Hydraulic Converters and Pump Pressure Converters

도11은 디지털 유압 컨버터 (112)를 도시한다. 압력 컨버터의 간단한 구현이 도 15에 도시되어 있으며, 여기에서, 압력 컨버터는 서로 반대로 연결되어 있는 두개의 이중 작동 및 이중 챔버 실린더 액추에이터들을 구비하며, 여기에서, 피스톤 로드들은 상호 연결된다. 연결된 피스톤 로드들이 이동부를 구성한다. 바람직하게는, 실린더 액추에이터들의 외부 덮개들 또한 상호 연결된다. 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율은 아래와 같이 선택된다. A1:B1:A2:B2 = 2:1:2:1. 도 16의 압력 컨버터는 두개의 이중 작동 및 이중 챔버 실린더 액추에이터들을 구비하며, 여기에서, 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율은 아래와 같이 선택된다. A1:B1:C1:D1 = A2:B2:C2:D2 = 8:4:2:1. 도 14의 예에 따르면, 실린더 액추에이터들은 상이하며, 여기에서, 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율은 아래와 같이 선택된다. A1:B1:A2:B2 = 8:4:2:1. 압력 컨버터의 각 실린더 액추에이터는 단일 또는 멀티 챔버 유니트로 구성되며, 이동부들은 기계적으로 병렬 또는 네스티드 (nested) 방식으로 상호 연결되어, 원하는 유효 영역들과 그들간의 상호 비율이 실현되도록한다. 바람직하게는, 생성된 힘의 단계들은 사이즈가 동일하다.
Fig. 11 shows a digital hydraulic converter 112. Fig. A simple implementation of a pressure converter is shown in Fig. 15, wherein the pressure converter has two double acting and dual chamber cylinder actuators connected in reverse to each other, wherein the piston rods are interconnected. The connected piston rods constitute a moving portion. Preferably, the outer covers of the cylinder actuators are also interconnected. The ratio of the effective areas of the operating chambers is selected as follows. A1: B1: A2: B2 = 2: 1: 2: 1. The pressure converter of FIG. 16 has two double acting and dual chamber cylinder actuators, wherein the ratio of the effective areas of the actuating chambers is selected as follows. A1: B1: C1: D1 = A2: B2: C2: D2 = 8: 4: 2: 1. According to the example of Fig. 14, the cylinder actuators are different, wherein the ratio of the effective areas of the operation chambers is selected as follows. A1: B1: A2: B2 = 8: 4: 2: 1. Each cylinder actuator of the pressure converter is composed of a single or multi-chamber unit, and the moving parts are interconnected mechanically in a parallel or nested manner, so that the desired effective areas and their mutual ratios are realized. Preferably, the steps of generated force are the same size.

압력 컨버터의 작동 방식은, 제1 액추에이터를 사용하여, 액추에이터에 결합된 충전 회로들의 압력 범위내에서 적절한 힘의 합을 선택하고, 상기 힘의 합을 이용하여, 제2 액추에이터에 결합된 충전 회로들간의 필요한 에너지 전달이, 에너지 손실이 적은 방법으로 가능하도록 작동한다. 제1 액추에이터는 상기 액추에이터의 이동부에 상기 힘의 합을 인가하며, 제2 액추에이터는 상기 액추에이터의 이동부에 약간 다른 크기의 힘을 반대 방향으로 생성함으로써 피스톤을움직인다. 액추에이터의 이동부가 액추에이터의 말단에 접근하면, 충전 회로들의 커플링은 다른 커플링으로 교환되어 움직임의 방향은 변경되지만 충전 회로들간의 변환 비율은 유지되도록 한다. 도 16의 예에서, 충전 회로 HP1은 충전 회로 HP1a를 대신하여 결합되며, 충전 회로 LP1은 충전 회로 LP1a를 대신하여 결합된다. 상기 교환은 별도의 제어 인터페이스와 그 제어 밸브 또는 밸브들에 의해 수행된다. 도 15에서, 참조 부호 P1은 HP1 회로에 대응되고, 참조 부호 P2는 HP2 회로에 대응되고, 참조 부호 P1a는 HP1a 회로에 대응되고, 참조 부호 P2a는 HP2a 회로에 대응된다.
The manner in which the pressure converter is operated is determined by using a first actuator to select the sum of the appropriate forces within the pressure range of the charging circuits coupled to the actuator and using the sum of the forces to switch between the charging circuits coupled to the second actuator Of the required energy transfer is enabled in a way that allows less energy loss. The first actuator applies the sum of the forces to the moving part of the actuator and the second actuator moves the piston by generating a force of slightly different magnitude in the moving part of the actuator in the opposite direction. When the moving part of the actuator approaches the end of the actuator, the coupling of the charging circuits is exchanged with another coupling so that the direction of movement is changed but the conversion ratio between the charging circuits is maintained. In the example of Fig. 16, the charging circuit HP1 is coupled in place of the charging circuit HP1a, and the charging circuit LP1 is coupled in place of the charging circuit LP1a. The exchange is performed by a separate control interface and its control valve or valves. In Fig. 15, reference numeral P1 corresponds to the HP1 circuit, P2 to the HP2 circuit, P1a to the HP1a circuit, and P2a to the HP2a circuit.

다음으로, 제어 상황의 예에 대해 설명할 것이며, 여기에서, 압력 컨버터는 압력을 5배로 만드는 변환을 수행한다. 압력 컨버터가, 서로 반대로 결합되고 4개의 실린더들을 가진 제시된 두개의 실린더 액추에이터들을 적용한다고 가정한다. 제1 액추에이터에 결합된 LP1회로의 압력은 약 0MPa이고 HP1회로의 압력은 약 10MPa로 가정한다. 제2 액추에이터에 결합된 LP1a회로의 압력은 약 0MPa이고 HP1a회로의 압력은 약 50Mpa 보다 약간 아래로 가정한다. 아래와 같이, 저압의 환경에서 충전 회로들로부터 에너지를 HP1a 회로로 전달할 수 있다. 제1 액추에이터를 확장하기 위한 피스톤 운동은, 제1 액추에이터가 u%=15가 되도록 하는 제어와 제2 액추에이터가 u%=7이 되도록 하는 제어를 결합함으로써 생성되며, 여기에서, 두개의 가장 높은 압력들에 결합된 작동 챔버들의 유효 영역들 사이의 비율은 5:1이 된다. 이에 대응하는 방식으로, 반대쪽 피스톤 운동은, 제1 액추에이터가 u%=0이 되도록 하는 제어와 제2 액추에이터가 u%=4가 되도록 하는 제어를 결합함으로써 생성되며, 여기에서, 상기 영역들 사이의 비율은 -5/-1 (=5/1)이 된다. 이에 대응되는 방식으로, 압력 변환은, 1:5 내지 5:1의 범위에 해당하는, 상기 액추에이터에 의해 이루어진 변환 비율로, 움직임의 양쪽 방향 모두로 수행된다.
Next, an example of the control situation will be described, in which the pressure converter performs a conversion to make the pressure five-fold. It is assumed that the pressure converter applies the two proposed cylinder actuators with the four cylinders inversely coupled to each other. The pressure of the LP1 circuit coupled to the first actuator is about 0 MPa and the pressure of the HP1 circuit is assumed to be about 10 MPa. The pressure of the LP1a circuit coupled to the second actuator is about 0 MPa and the pressure of the HP1a circuit is slightly below about 50 MPa. As shown below, energy can be transferred from the charging circuits to the HP1a circuit in a low pressure environment. The piston movement for extending the first actuator is created by combining the control such that the first actuator is u% = 15 and the second actuator is u% = 7, wherein the two highest pressure Lt; RTI ID = 0.0 > 5: 1 < / RTI > In a corresponding manner, the opposite piston motion is created by combining a control such that the first actuator is u% = 0 and a control that the second actuator is u% = 4, The ratio becomes -5 / -1 (= 5/1). In a corresponding manner, the pressure conversion is performed in both directions of movement, with a conversion ratio made by the actuator, which corresponds to a range of 1: 5 to 5: 1.

더 높은 변환 비율은 비 연속적인 방법으로, 즉, 두개의 방향중에 하나의 방향으로만 움직일 경우에 이루어질 수 있다. 움직임의 양쪽 방향에서 이루어 질수 있는 최대 변환 비율은, 액추에이터를 짧게하는 유효 영역들의 합과 액추에이터를 짧게 하는 가장 작은 유효 영역사이의 차이의 비율에 의해 결정되며, 이 경우는 (4+1)/1 = 5/1 이다.
The higher conversion ratio can be achieved in a non-continuous manner, i.e., when moving in only one of the two directions. The maximum conversion ratio that can be achieved in both directions of motion is determined by the ratio of the difference between the sum of the effective regions that shorten the actuator and the smallest effective region that shortens the actuator, in this case (4 + 1) / 1 = 5/1.

상기 액추에이터들의 힘의 생산 범위들은 최소한 부분적으로 동일하여, 이동부에 작용하는 힘의 합이 충분히 작게 유지되어, 가압 매체의 스로틀링을 피할수 있고 에너지는 불필요하게 소모되지 않는다.
The production ranges of the forces of the actuators are at least partially equal, so that the sum of the forces acting on the moving part is kept small enough to avoid throttling of the pressure medium and energy is not consumed unnecessarily.

어떤 충전 회로들, 예를 들면, HP1와 LP1은 압력 컨버터의 제1 액추에이터에 항상 단독으로 결합되며, 또다른 어떤 충전 회로들, 예를 들면, HP1a 와 LP1a는 압력 컨버터의 제2 액추에이터에 단독으로 결합된다는 전제라면, 상기 액추에이터들에 공동으로 적용되는 힘의 생산 범위내에서 에너지 효율적인 변환을 수행할 수 있으며, 여기에서, 액추에이터들의 힘들은 대략적으로 서로 보상가능하다.
Some of the charging circuits, such as HP1 and LP1, are always solely coupled to the first actuator of the pressure converter and some other charging circuits, e.g., HP1a and LP1a, are solely connected to the second actuator of the pressure converter It is possible to perform an energy efficient conversion within the production range of forces applied to the actuators, assuming that they are coupled, wherein the forces of the actuators are roughly mutually compensable.

압력 컨버터가 움직임의 양쪽 방향에서 대칭적으로 큰 범위의 변환을 할 수 있기를 원하는 경우, 액추에이터를 확장하는 힘들만 압력 컨버터에서 사용될 수 있도록 허용하는 커플링으로 실현가능하다 이러한 유형의 커플링은 액추에이터로 연결된 충전 회로들을 서로 교환하기 위해 사용된다. 도 17과 18에 도시된 예에서, 이것은, 충전 회로 HP1은 충전 회로 HP1a를 대신하여 결합되며, 충전 회로 LP1은 충전 회로 LP1a를 대신하여 결합됨을 의미한다. 이에 대응되는 방법으로, 충전 회로 HP1a은 충전 회로 HP1를 대신하여 결합되며, 충전 회로 LP1a은 충전 회로 LP1를 대신하여 결합된다. 상기 교환은 별도의 제어 밸브 또는 밸브 시스템, 예를 들면, 도 18의 제어 회로 (125)에 따른 2-위치 4방밸브, 또는 도 17의 제어 회로 (126)에 따른 온/오프 밸브와의 교차 연결을 이용하여 수행된다. 교환을 통해, 이동부의 이동 방향에 상관없이, 압력 컨버터의 변환 비율이 유지된다. 그러므로, 에너지 효율적인 압력 변환을 수행하기 위해 액추에이터들의 힘의 생산 범위들을 서로 차단할 필요가 없다.
It is feasible with a coupling that allows only the forces expanding the actuator to be used in the pressure converter, if it is desired that the pressure converter can make a large range of symmetrical conversions in both directions of movement. Are used to exchange the charging circuits connected to each other. In the example shown in Figs. 17 and 18, this means that the charging circuit HP1 is coupled in place of the charging circuit HP1a and the charging circuit LP1 is coupled in place of the charging circuit LP1a. In a corresponding manner, the charging circuit HP1a is coupled in place of the charging circuit HP1, and the charging circuit LP1a is coupled in place of the charging circuit LP1. The exchange may be accomplished by a separate control valve or valve system, for example a two-position four-way valve according to the control circuit 125 of FIG. 18, or an alternate on / off valve according to the control circuit 126 of FIG. Connection. Through the exchange, the conversion ratio of the pressure converter is maintained regardless of the moving direction of the moving part. Therefore, it is not necessary to cut off the production ranges of the forces of the actuators to perform an energy efficient pressure conversion.

또한, 커플링을 통하여, 압력 컨버터의 추가적인 변환 비율과 충전 회로들의 커플링 조합을 얻을 수 있으며, 여기에서, 커플링 가능성, 즉, 별도의 제어 인터페이스는 각 챔버들과 각 충전 회로들 사이에 제공된다. 이러한 제어 회로를 이용하여, 시스템에 구비된 어느 가압 매체는 어느 액추에이터의 어느 작동 챔버에 결합될 수 있으며, 여기에서, 하나의 압력 회로로부터 다른 하나의 압력 회로로의 단일 변환 비율 (1;1)을 이용하여, 그리고, 둘 이상의 압력 회로들로부터 하나 이상의 다른 압력 회로들로의, 또는 하나 이상의 압력 회로들로부터 둘 이상의 다른 압력 회로들로의, 또는 둘이상의 압력 회로들로부터 둘 이상의 다른 압력 회로들로의, 몇 개의 상이한 대체안적인 변환 비율들을 이용하여 에너지가 전달될 수 있다.Further, through coupling, an additional conversion ratio of the pressure converter and a coupling combination of the charging circuits can be obtained, wherein the coupling possibility, i.e., a separate control interface, is provided between each of the chambers and each of the charging circuits do. With this control circuit, any pressure medium provided in the system can be coupled to any of the actuating chambers of any actuator, wherein a single conversion ratio (1; 1) from one pressure circuit to another pressure circuit And from two or more pressure circuits to one or more other pressure circuits or from one or more pressure circuits to two or more different pressure circuits or from two or more pressure circuits to two or more different pressure circuits Energy can be delivered using a number of different alternative conversion rates.

압력 컨버터를 에너지의 외부 소스에 결합하면, 유압 에너지 형태로 외부의 기계적 에너지를 충전 회로들로 전달할 수 있다. 예를 들면, 운동 에너지는 직접적으로 또는 이동부에 연결된 부분을 통해서 이동부에 유효하며, 바람직하게 왕복하는 펌핑 움직임을 생성하며, 이것은 실린더 액추에이터의 피스톤을 이용하여, 작동 챔버에서 가압 매체의 압력을 생성한다. 유압 에너지는 이후에 에너지 저장 유니트에 저장되거나 다른 방법으로 이용되거나 다른 액추에이터들에서 이용된다.
By coupling the pressure converter to an external source of energy, external mechanical energy in the form of hydraulic energy can be delivered to the charging circuits. For example, the kinetic energy is effective in the moving part, either directly or through the part connected to the moving part, and preferably produces a reciprocating pumping motion, which uses the piston of the cylinder actuator to control the pressure of the pressing medium in the operating chamber . The hydraulic energy is then stored in an energy storage unit, used in other ways, or used in other actuators.

본 발명은 상기 제시한 예들에 제한되지 않으며, 첨부한 청구항들의 범위내에서 적용된다. The present invention is not limited to the examples presented above, but is applied within the scope of the appended claims.

Claims (45)

부하에 유효한 힘의 합 (Fcyl)을 생성할 수 있는, 적어도 하나의 액추에이터 (23) 또는 액추에이터 유니트;
변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 위치되는 적어도 두 개의 작동 챔버들을 구비하며,
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia);
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia);
상기 작동 챔버에 속하는 적어도 두개의 소정 작동 챔버들 (19, 20, 21, 22);
상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를 소정의 각 작동 챔버들(19, 20, 21, 22)에 차례로 결합할 수 있으며,
상기 고압력의 충전 회로 (HPi, HPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 소정의 각 작동 챔버를 위한 제1 제어가능한 제어 인터페이스 (9); 및
상기 제1 제어가능한 제어 인터페이스(9)에 독립되고, 상기 저압력의 충전 회로 (HPi, HPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 소정의 각 작동 챔버를 위한 제2 제어가능한 제어 인터페이스 (10);
상기 소정의 각 작동 챔버들 (19, 20, 21, 22) 각각은 상기 소정의 작동 챔버에 결합될 충전 회로들 (HPi, HPia, LPi, LPia)의 소정 압력 레벨에 대응하는 힘의 요소들 (FA, FB, FC, FD)을 생성할 수 있으며,
여기에서, 각 힘의 요소는 다른 소정의 작동 챔버들에 의해 생성된 힘의 요소들과 합동으로 상기 힘의 합들중 적어도 하나를 생산하는 것을 특징으로 하는 가압 매체 시스템.
At least one actuator (23) or actuator unit capable of producing a sum (Fcyl) of forces effective to the load;
At least two actuating chambers which are actuated by displacement principle and which are located in said actuator or actuator unit,
At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least two predetermined operating chambers (19, 20, 21, 22) belonging to said operating chamber;
At least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia is coupled to each of the predetermined operation chambers 19, 20, 21 and 22 And,
A first controllable control interface (9) for each of the predetermined operating chambers, capable of opening or closing a connection to the high-pressure charging circuits (HPi, HPia); And
A second controllable control interface (10) for each of the predetermined operating chambers, which is independent of the first controllable control interface (9) and which is capable of opening or closing a connection to the low pressure charging circuits (HPi, HPia) );
Each of the predetermined operation chambers 19, 20, 21 and 22 is provided with elements of force corresponding to a predetermined pressure level of the charging circuits HPi, HPia, LPi, LPia to be coupled to the predetermined operation chamber FA, FB, FC, FD)
Wherein the elements of each force produce at least one of the forces of the forces in association with the elements of force generated by the other predetermined actuating chambers.
제1항에 있어서, 상기 충전 회로들(HPi, HPia, LPi, LPia)의 적어도 둘은 힘의 요소를 생성하기 위해 충전회로가 결합한 소정의 작동 챔버로부터 체적 유량을 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.2. A method according to claim 1, characterized in that at least two of the charging circuits (HPi, HPia, LPi, LPia) are capable of receiving a volumetric flow rate from a given operating chamber to which the charging circuit is coupled to produce an element of force system. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는, 가변적인 상기 힘의 합을 이용하여 부하 (L)를 제어하도록 구성되며, 상기 제어를 위해, 그리고 각각의 순간에, 상기 힘 요소들중 하나가 소정의 각 작동 챔버에 사용되기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.3. A method as claimed in claim 1 or 2, wherein the actuator or actuator unit is configured to control the load (L) using a variable sum of the forces, and for the control, and at each moment, Is selected for use in each of the predetermined operation chambers. 제1항에 있어서,
상기 제1 제어가능한 제어 인터페이스(9)와 상기 제2 제어가능한 제어 인터페이스(10)는 각각 온/오프 제어되는 하나의 차단 밸브 또는 온/오프 제어되며 병렬로 연결되는 다수의 차단 밸브들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
The method according to claim 1,
The first controllable control interface (9) and the second controllable control interface (10) comprise one shut-off valve each on / off controlled or a plurality of shut-off valves connected in parallel The system features.
제1항에 있어서, 제어 회로 (40)는 실질적으로 손실 없이, 충전 회로들의 유압력을 소정의 작동 챔버들에게 공급할 수 있도록 구성된 일련의 제어 인터페이스들을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.The system according to claim 1, wherein the control circuit (40) comprises a series of control interfaces configured to supply the oil pressures of the charging circuits to the predetermined operating chambers substantially without losses. 제1항에 있어서, 제어회로 (40)는 유압력 공급을 위해 충전 회로들중 하나를 상기 소정의 작동 챔버들중 하나에 결합하고, 동시에, 다른 하나의 충전 회로를 상기 소정의 작동 챔버들 중 다른 하나에 결합하여 체적 유량을 상기 다른 하나의 충전 회로로 귀환시키는 것을 특징으로 하는 시스템.2. The system according to claim 1, wherein the control circuit (40) couples one of the charging circuits to one of the predetermined operating chambers for the supply of the hydraulic pressure, and simultaneously connects another charging circuit And to couple the other one to return the volumetric flow rate to the other charging circuit. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는 에너지 충전 유니트로서 구성되어 있으며, 어느 충전 회로의 유압력은 저장될 위치 에너지로 변환될 수 있으며, 이로부터, 필요한 경우, 상기 저장된 위치 에너지는 다시 충전 회로의 유압력으로 변환될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.2. The method of claim 1, wherein the actuator or actuator unit is configured as an energy charging unit, the oil pressure of any of the charging circuits being convertible to a potential energy to be stored, Circuit can be converted to the oil pressure of the circuit. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 충전 회로는 축압기 (17, 18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.3. A system according to claim 1 or 2, characterized in that each charging circuit comprises an accumulator (17, 18). 제1항에 있어서, 상기 시스템은 또한,
가압 매체를 이용하고 유압력을 생산하는 적어도 하나의 펌프 유니트 (111); 및
하나 이상의 충전 회로들로 유압력을 제공하거나, 하나 이상의 충전 회로들로부터 가압 매체를 수신하거나, 또는 이러한 두 개의 동작을 동시에 수행하기 위해, 상기 펌프 유니트를 상기 충전 회로들로 동시에 하나 이상 결합시킬 수 있는 제어 및 안전 밸브 시스템 (124)를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
The system of claim 1,
At least one pump unit (111) using a pressurized medium to produce hydraulic pressure; And
The pump unit may be coupled to one or more of the charging circuits simultaneously to provide fluid pressure to one or more charging circuits, receive a pressurized medium from one or more charging circuits, or perform both of these operations simultaneously And a control and safety valve system (124).
제9항에 있어서,
상기 펌프 유니트 (111)는 흡입 라인 (119) 및 압력 라인 (118)을 구비하며;
상기 제어 및 안전 밸브 시스템 (124)은 압력 라인 (118)을 충전 회로들중 하나에 결합하고, 상기 압력 라인(118)에 결합되는 상기 충전회로의 압력 레벨을 상승시켜 소정 압력 레벨에 유지하도록 구성되며;
상기 제어 및 안전 밸브 시스템은 흡입 라인 (119)을 충전 회로들중 하나에 결합하여 상기 흡입 라인(119)에 결합되는 상기 충전 회로의 압력 레벨을 하강시키고, 소정 압력 레벨에 유지하도록 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
10. The method of claim 9,
The pump unit 111 has a suction line 119 and a pressure line 118;
The control and safety valve system 124 is configured to couple the pressure line 118 to one of the charging circuits and to maintain the pressure level of the charging circuit coupled to the pressure line 118 at a predetermined pressure level ;
The control and safety valve system is further configured to couple the suction line 119 to one of the charging circuits to lower the pressure level of the charging circuit coupled to the suction line 119 and to maintain it at a predetermined pressure level The system features.
제1항에 있어서, 상기 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율들은 수열 NM에 따라 정해지며, 여기에서 N은 상기 충전 회로들의 수이고, M은 상기 작동 챔버들의 수이고, N 과 M은 모두 정수들임을 특징으로 하는 시스템.2. The method of claim 1, wherein ratios of effective regions of the working chambers are determined according to a sequence N M , wherein N is the number of the charging circuits, M is the number of operating chambers, and N and M are integers Lt; / RTI > 제1항에 있어서,
고압력의 상기 충전 회로들 중 적어도 하나의 충전 회로와 저압력의 상기 충전 회로들 중 적어도 하나의 충전 회로의 압력 레벨은 조정 가능하며, 상기 생성된 힘의 합들 사이의 상대적 차이 또한 조정 가능하며, 여기에서, 상기 충전 회로들의 압력 레벨들은 부하 (L)를 제어하기 위해 필요한 힘의 합들에 대응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
The method according to claim 1,
The pressure level of at least one of the charging circuits of at least one of the high-pressure charging circuits and the charging circuit of at least one of the charging circuits of low pressure is adjustable and the relative difference between the sums of the generated forces is also adjustable, Characterized in that the pressure levels of the charging circuits correspond to the sum of the forces required to control the load (L).
제1항에 있어서, 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는, 부하의 제어를 위해서, 하나 이상의 힘의 합들을 이용하여 상기 부하를 가속하고 하나 이상의 힘의 합들을 이용하여 상기 부하를 감속하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.2. The apparatus of claim 1, wherein the actuator or actuator unit is configured to accelerate the load using sums of one or more forces and to slow the load using sums of one or more forces for control of the load system. 제13항에 있어서, 부하의 감속중에, 상기 소정의 작동 챔버들중 적어도 하나가 부하의 운동 에너지를 유압력으로 변환하여 변환된 유압력을 상기 충전 회로들중 하나에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that, during deceleration of the load, at least one of said predetermined operating chambers is adapted to convert the kinetic energy of the load into hydraulic pressure and supply the converted hydraulic pressure to one of said charging circuits system. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는, 충전 회로의 유압력을 다른 충전 회로의 유압력으로 변환할 수 있는, 압력 변환기 (112)의 일부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.2. The system according to claim 1, wherein the actuator or actuator unit is configured as part of a pressure transducer (112), which is capable of converting the oil pressure of the charging circuit to the oil pressure of another charging circuit. 제1항에 있어서,
적어도 하나의 충전 회로로부터 적어도 하나의 다른 충전회로로 유압력을 전달할 수 있는 압력 변환기 (112)를 구비하며,
적어도 하나의 고압력의 서브 충전 회로 (HPia);
유압력의 소스인, 적어도 하나의 저압력의 서브 충전 회로 (LPi, LPia);
부하를 구성하는 적어도 하나의 보조 액추에이터 또는 보조 액추에이터 유니트;
변위 원리에 의해 작동하고 상기 보조 액추에이터 또는 보조 액추에이터 유니트에 위치되는 적어도 하나의 보조 작동 챔버들;
상기 서브 충전 회로들 (HP1a, LP1a)을 작동 챔버 각각에 결합할 수 있으며, 각 보조 작동 챔버는 압력과 체적 유량, 상기 보조 작동 챔버가 결합된 서브 충전 회로들 (HP1a, LP1a)로 생성할 수 있으며, 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트는 유압력 전달을 위해 상기 보조 액추에이터 또는 보조 액추에이터 유니트를 움직이도록 구성된, 제어 회로 (40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
The method according to claim 1,
A pressure transducer (112) capable of transferring fluid pressure from at least one charging circuit to at least one other charging circuit,
At least one high-pressure sub-charging circuit HPia;
At least one low-pressure sub-charging circuit (LPi, LPia) which is a source of hydraulic pressure;
At least one auxiliary actuator or auxiliary actuator unit constituting the load;
At least one auxiliary working chamber operated by displacement principle and located in said auxiliary actuator or auxiliary actuator unit;
The sub-charging circuits HP1a and LP1a can be coupled to each of the operating chambers, and each auxiliary operating chamber can be generated by the sub-charging circuits HP1a and LP1a combined with pressure and volumetric flow rates, Wherein the actuator or actuator unit comprises a control circuit (40) configured to move the auxiliary actuator or auxiliary actuator unit for fluid pressure communication.
제16항에 있어서, 상기 액추에이터 (23)는 제1 이동부를 구비하고, 보조 액추에이터는 제2 이동부를 구비하며, 상기 이동부들은 서로 연결되어 상기 액추에이터와 상기 보조 액추에이터 사이의 움직임을 전달하는 것을 특징으로 하는 시스템.The actuator according to claim 16, wherein the actuator (23) has a first moving part, the auxiliary actuator has a second moving part, and the moving parts are connected to each other to transfer the movement between the actuator and the auxiliary actuator . 제16항 또는 제17항에 있어서, 소정의 압력 레벨들이 서로 상이한 적어도 3개의 충전 회로들이 차례로 각 소정의 작동 챔버와 각 보조 작동 챔버에 결합되는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system according to claim 16 or 17, characterized in that at least three charging circuits, each with a predetermined pressure level different from each other, are in turn coupled to each of the predetermined working chambers and the respective auxiliary working chambers. 제16항에 있어서, 장치는, 상기 고압력의 충전 회로들중 적어도 하나 (HPi)를, 액추에이터 (23) 대신에 보조 액추에이터로 결합하고, 동시에 상기 저압력의 충전 회로들중 적어도 하나 (LPia)를, 보조 액추에이터 대신에 상기 액추에이터 (23)로 결합하고, 상기 저압력의 충전 회로들중 적어도 하나 (LPi)를, 액추에이터 (23) 대신에 보조 액추에이터로 결합하고, 동시에 상기 고압력의 서브 충전 회로들중 적어도 하나 (HPia)를, 보조 액추에이터 대신에 상기 액추에이터로 결합하는 제어회로 (125, 126)를 구비하며, 왕복 운동이 압력 컨버터에서 생성되어 이 왕복 운동을 통해 압력 및 체적 유량이 중단없이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.17. The apparatus of claim 16, wherein the apparatus further comprises at least one (HPi) of the high-pressure charging circuits coupled to an auxiliary actuator instead of an actuator (23) and at least one of the low- (LPi) of the low-pressure charging circuits is coupled with an auxiliary actuator instead of the actuator 23, and at the same time, among the high-pressure sub-charging circuits (125, 126) for coupling at least one (HPia) with the actuator instead of an auxiliary actuator, wherein a reciprocating motion is generated in the pressure converter such that the pressure and the volumetric flow rate are generated without interruption ≪ / RTI > 제16항 또는 제17항에 있어서, 액추에이터 (23) 와 보조 액추에이터의 이동부들은, 상기 이동부들을 이동시키고 상기 소정의 작동 챔버들과 그에 결합된 충전 회로에 유압력을 생성하는 운동 에너지의 외부 소스에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.18. A method according to any one of claims 16 to 17, wherein the moving parts of the actuator (23) and the auxiliary actuator are arranged to move the moving parts and to move the movable part And a source coupled to the source. 제16항에 있어서, 장치는, 어느 충전 회로를 소정의 작동 챔버들중 어느 하나에 결합하는 제어 회로 (126)를 구비하며, 몇 가지 대체안의 변환 비율을 이용하여, 에너지는 둘 이상의 충전 회로들로부터 하나 이상의 다른 충전 회로들로, 또는 하나 이상의 충전 회로들로부터 둘 이상의 다른 충전 회로들로, 또는 둘 이상의 충전 회로들로부터 둘 이상의 다른 충전 회로들로 에너지가 전달되는 것을 특징으로 하는 시스템.17. The apparatus of claim 16, wherein the apparatus comprises a control circuit (126) for coupling any of the charging circuits to any one of the predetermined operational chambers, To one or more other charging circuits, or from one or more charging circuits to two or more other charging circuits, or from two or more charging circuits to two or more other charging circuits. 제1항에 있어서, 상기 시스템은 또한,
상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 의해 생성된 힘의 합을 제어하고, 제어회로 (40)를 제어하도록 배치되며, 생성될 힘의 합에 대한 기준값 (31), 부하의 가속도, 부하의 속도 또는 부하의 위치를 입력으로서 가지는 적어도 하나의 제어기 (24)를 구비하며;
상기 제어기는, 생성된 힘의 요소들이 상기 기준값 (31)에 부합 또는 밀접히 관련된 힘의 합을 생성하도록, 매 순간마다, 제어회로 (40)에 의해 만들어진 커플링을 제어하도록 추가 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
The system of claim 1,
A control circuit 40 for controlling the sum of the forces generated by the actuator or actuator unit and for controlling the control circuit 40 to determine a reference value 31 for the sum of forces to be generated, an acceleration of the load, At least one controller (24) having an input as an input;
Characterized in that the controller is further configured to control the coupling made by the control circuit (40) at every moment so that the forces of the generated force produce a sum of forces which are in close or closely related relation to the reference value (31) system.
제22항에 있어서, 상기 제어 회로 (40)의 상태들은 상기 제어기에 저장되며, 각 상태는 하나의 힘의 합을 생성하도록 상기 제어 회로의 커플링을 나타내며, 상기 제어기는, 생성될 힘의 합들의 엇갈리는 (staggered) 순서에 비례적으로 대응하는 순서로 제어 회로의 상태를 설정하도록 구성되어 있고, 상기 제어기의 출력은, 각 부하 상황에서 상기 기준값 (31)에 대응하는 상태로 상기 제어 회로를 설정하기 위해 상기 제어 회로에 주어지는 제어값들 (37, 39)임을 특징으로 하는 시스템.23. The method of claim 22, wherein states of the control circuit (40) are stored in the controller, each state representing coupling of the control circuit to produce a sum of one force, And the output of the controller is configured to set the control circuit in a state corresponding to the reference value (31) in each load condition, and to set the state of the control circuit in a corresponding order in proportion to the staggered order of the control circuit (37, 39) being given to the control circuit in order to provide a control signal. 제23항에 있어서, 제어 회로 (40)는 상기 고압력의 어느 충전 회로 (HPi, HPia, LPi, LPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 적어도 하나의 제어가능한 제어 인터페이스 (9)를 구비하며, 상기 제어 회로의 그러한 상태들은 상기 제어기에서 사용되기 위해 선택되지 않으며, 이로써 고장 제어 인터페이스의 생성될 힘의 합에 대한 영향은 큰 것임을 특징으로 하는 시스템.24. The system according to claim 23, wherein the control circuit (40) comprises at least one controllable control interface (9) capable of opening or closing the connection of the high pressure to any of the charging circuits (HPi, HPia, LPi, LPia) , Such states of the control circuit are not selected for use in the controller, whereby the effect on the sum of the forces to be generated of the fault control interface is large. 제23항에 있어서, 제어 회로 (40)는 상기 고압력의 어느 충전 회로 (HPi, HPia, LPi, LPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 적어도 하나의 제어가능한 제어 인터페이스 (9)를 구비하며, 제어 인터페이스의 고장의 결과, 상기 제어기는, 상황에서 생성될 힘 합들의 점진적인 순서에 비례적으로 대응하는 새로운 순서로 제어 회로의 상태들을 설정하도록 구성되며, 여기에서 고장 제어 인터페이스는 여전히 사용중임을 특징으로 하는 시스템.24. The system according to claim 23, wherein the control circuit (40) comprises at least one controllable control interface (9) capable of opening or closing the connection of the high pressure to any of the charging circuits (HPi, HPia, LPi, LPia) , As a result of a failure of the control interface, the controller is configured to set the states of the control circuit in a new order proportionally corresponding to a gradual sequence of forces sums to be generated in the context, wherein the failure control interface is still in use . 제24항 또는 제25항에 있어서, 제어기는 상기 제어 인터페이스의 상태를 모니터링하고, 상기 제어 인터페이스의 상태가 제어값에 따른 상태에 부합하는지 점검하고, 상기 제어 인터페이스의 고장 상황인지를 판단하도록 배치된 것을 특징으로 하는 시스템.26. The system of claim 24 or 25, wherein the controller is further configured to monitor the status of the control interface, to check whether the status of the control interface conforms to the status according to the control value, ≪ / RTI > 제1항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 챔버의 상태들은 제어기에 저장되며, 각 상태는 하나의 힘의 합을 생성하도록 소정의 작동 챔버들의 커플링을 나타내며, 그에 대응하는 제어값들은 생성될 힘의 합들의 점진적인 순서에 비례적으로 대응하는 순서로 조정되는 것을 특징으로 하는 시스템.26. A method according to any one of claims 1 to 24, wherein the states of the operating chamber are stored in a controller, each state representing a coupling of predetermined operating chambers to produce a sum of one force, And the corresponding control values are adjusted in a corresponding order proportional to a gradual sequence of sums of forces to be generated. 제22항에 있어서, 시스템은 소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스이며 압력 레벨이 상기 고압력과 상기 저압력의 사이에 있는 중간 압력 (MPi, MPia)의 적어도 하나의 충전 회로를 추가로 구비하며; 에너지 손실을 최소화하기 위해, 상기 제어기는 소정 작동 챔버를 중간압력의 충전 회로에 스로틀링없이 결합하도록 구성되며;
상기 중간압력으로의 결합은 상기 소정 작동 챔버내 압력이 저압인 경우 상기 소정 작동 챔버의 압력이 고압으로 전환되기 전에 이루어지고, 상기 소정 작동 챔버내 압력이 고압인 경우 상기 소정 작동 챔버의 압력이 저압으로 전환되기 전에 이루어지며, 고압력 또는 저압력의 충전 회로 (HPi, LPi)로 작동 챔버를 최종 결합하기 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
23. The system of claim 22, wherein the system is a source of hydraulic pressure capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level and having a pressure level at least between an intermediate pressure (MPi, MPia) Further comprising one charging circuit; To minimize energy loss, the controller is configured to couple a predetermined operating chamber to an intermediate-pressure charging circuit without throttling;
Wherein the engagement of the predetermined operation chamber with the intermediate pressure is performed before the pressure of the predetermined operation chamber is switched to the high pressure when the pressure in the predetermined operation chamber is low and when the pressure in the predetermined operation chamber is high, Before the final combining of the operating chambers with the high-pressure or low-pressure charging circuits HPi, LPi.
제1항에 있어서, 상기 액추에이터는, 선회 장치 (41)에 결합된 부하 (L)의 피봇 운동을 제어하는, 선회 장치 (41)의 액추에이터 (45)이며, 적어도 두개의 액추에이터들 (45, 46) 있으며 이들은 부하에 유효한 가변적인 총 모멘트 (Mtot)를 생성하며, 선회 장치는 상기 액추에이터들에 의해 생성된 직선 운동을 부하의 피봇 운동으로 변환하는 부재들 (47)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.The actuator according to claim 1, wherein the actuator is an actuator (45) of a pivoting device (41) for controlling pivotal movement of a load (L) coupled to the pivoting device (41), the at least two actuators ), Which generate a variable total moment (Mtot) effective for the load, and wherein the pivoting device further comprises members (47) for converting the linear motion produced by the actuators into a pivotal motion of the load System. 제1항에 있어서, 상기 엑추에이터는 펌프 모터의 액추에이터 (50, 51, 52, 53)이고, 스로틀링없는 제어 방법에 의해 구현되는 힘 제어된 또는 힘 조정된 것이며, 회전 방향과 반대 방향의 부하 모멘트가 드라이브 모터와 같은 외부 에너지 소스에 결합된 드라이브 샤프트상에 생성되며, 상기 액추에이터는 동일한 워블러에 결합된 다른 액추에이터들과 합동으로 펌프로서 작동함을 특징으로 하는 시스템.2. The apparatus according to claim 1, wherein the actuator is an actuator (50, 51, 52, 53) of a pump motor and is force-controlled or force-controlled implemented by a throttling- Is generated on a drive shaft coupled to an external energy source, such as a drive motor, said actuator acting as a pump in conjunction with other actuators coupled to the same wobbler. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는, 회전 장치에 결합된 부하를 회전시키는 움직임을 제어하는, 회전 장치의 액추에이터 (50, 51, 52, 53)이며, 상기 시스템은 적어도 2개의 상기 엑추에이터들을 구비하고, 상기 회전 장치는 상기 액추에이터들에 의해 생성된 직선 운동을 부하를 회전시키는 운동으로 변환하는 부재들 (54, 55)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.The system of claim 1, wherein the actuator is an actuator (50, 51, 52, 53) of a rotator that controls movement to rotate a load coupled to the rotator, the system comprising at least two actuators Characterized in that the rotating device further comprises members (54, 55) for converting the linear motion produced by the actuators into a motion for rotating the load. 부하 (L)의 피봇 운동을 제어하기 위해 부하 (L)에 유효한 힘의 합들을 생성하는 적어도 두개의 액추에이터들 (45, 46) 또는 액추에이터 유니트들;
변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들에 위치되는 적어도 두개의 작동 챔버들;
상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들에 의해 생성된 운동을 부하의 피봇 운동으로 변환하고, 생성된 힘의 합들을 부하에 유효한 총 모멘트 (Mtot)로 변환하는 부재들 (45, 46, 47)을 구비하며,
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia);
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia);
상기 작동 챔버들에 속하는 적어도 두개의 소정의 작동 챔버들;
상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를 소정의 각 작동 챔버에 차례로 결합할 수 있으며, 소정의 각 작동 챔버는 상기 소정의 작동 챔버에 결합될 충전 회로들 (HPi, HPia, LPi, LPia)의 소정의 압력 레벨에 대응하는 힘의 요소들 을 생성할 수 있으며,
여기에서, 각 힘의 요소는 다른 작동 챔버들에 의해 생성된 힘의 요소들과 합동으로 상기 힘의 합들중 적어도 하나를 생산하는, 제어 회로 (40)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 부하의 피봇 운동을 제어하는 선회 장치.
At least two actuators (45, 46) or actuator units for generating a sum of forces effective in the load (L) to control the pivotal movement of the load (L);
At least two working chambers operating by displacement principle and located in the actuators or actuator units;
(45, 46, 47) for converting the motions produced by the actuators or actuator units into a pivoting movement of the load and for converting the sums of the generated forces into a total moment (Mtot) effective for the load ,
At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least two operation chambers belonging to the operation chambers;
At least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia may be sequentially connected to each of the predetermined operation chambers, It is possible to generate elements of force corresponding to a predetermined pressure level of the charging circuits HPi, HPia, LPi, LPia to be coupled to a given operation chamber,
Wherein each element of force further comprises a control circuit (40) that produces at least one of said forces in association with forces of force produced by the other actuating chambers A pivoting device for controlling pivoting motion.
제32항에 있어서, 상기 선회 장치는 상기 작동 챔버들에 속하는, 적어도 4개의 소정의 작동 챔버들을 구비하며, 상기 적어도 4개의 소정 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율들은 수열 NM에 따라 정해지며, 여기에서 N은 상기 충전 회로들의 수이고, M은 상기 소정의 작동 챔버들의 수이고, N 과 M은 모두 정수들임을 특징으로 하는 선회 장치.33. The apparatus of claim 32, wherein the pivoting device comprises at least four predetermined actuating chambers belonging to the actuating chambers, the ratios of effective regions of the at least four predetermined actuating chambers being determined according to the sequence N M , Wherein N is the number of said charging circuits, M is the number of said predetermined operating chambers, and N and M are integers. 제 32항 또는 제 33항에 있어서, 상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들은 동일한 방향에 배치되어 반대 방향으로 힘의 합을 생성하는 병렬 실린더 액추에이터들이며, 여기에서, 상기 선회 장치는 상기 힘의 합들을 대응하는 총 모멘트 (Mtot)로 변환하는 선회 기어 휠을 구비하며, 상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들은 상기 선회 기어 휠의 반대측에 위치되는 것을 특징으로 하는 선회 장치.34. A method as claimed in claim 32 or 33, wherein the actuators or actuator units are parallel cylinder actuators arranged in the same direction to produce a sum of forces in opposite directions, Wherein the actuators or actuator units are located on the opposite side of the orbiting gear wheel to the total moment (Mtot). 제32항에 있어서, 상기 선회 장치는, 선회 장치의 힘을 제어하도록 제공되고, 상기 제어 회로 (40)를 제어하도록 구성되며, 생성될 힘의 합에 대한 기준값 (31)을 입력으로서 가지는 적어도 하나의 제어기 (24)를 구비하며; 상기 제어기는, 생성된 힘의 요소들이 상기 기준값 (31)에 부합 또는 밀접히 관련된 힘의 합을 생성하도록, 매 순간마다, 상기 제어 회로 (40)에 의해 만들어진 커플링을 제어하도록 추가 구성된 것을 특징으로 하는 선회 장치.34. A control system as claimed in claim 32, wherein the pivoting device is adapted to control the force of the pivoting device and is configured to control the control circuitry (40) and has at least one And a controller (24) Characterized in that the controller is further configured to control the coupling made by the control circuit (40) at every moment so that the elements of the generated force produce a sum of forces that are in close or closely related relation to the reference value (31) Lt; / RTI > 부하 (L)의 피봇 운동을 제어하기 위해 부하 (L)에 유효한 총 모멘트들 (Mtot)을 생성하는 적어도 두개의 액추에이터들 (50, 51, 52, 53) 또는 액추에이터 유니트들;
변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들에 위치되는 적어도 두개의 작동 챔버들;
상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들에 의해 생성된 운동을 부하를 회전시키는 운동으로 변환하는 부재들 (54, 55)을 구비하며,
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia);
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia);
상기 작동 챔버들에 속하는 적어도 두개의 소정의 작동 챔버들;
상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를 소정의 작동 챔버에 차례로 결합할 수 있으며,
상기 소정의 각 작동 챔버는 상기 작동 챔버에 결합될 충전 회로들 (HPi, HPia, LPi, LPia)의 소정의 압력 레벨에 대응하는 힘의 요소들 (FA, FB, FC, FD)을 생성할 수 있으며, - 각 힘의 요소는 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트의 다른 작동 챔버들에 의해 생성된 힘의 요소들과 합동으로 상기 총 모멘트들중 적어도 하나를 생산하는, 제어 회로 (40)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
At least two actuators (50, 51, 52, 53) or actuator units which generate effective total moments (Mtot) in the load (L) to control pivotal movement of the load (L);
At least two working chambers operating by displacement principle and located in the actuators or actuator units;
(54, 55) for converting the motion generated by the actuators or actuator units into a motion for rotating the load,
At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least two operation chambers belonging to the operation chambers;
At least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia may be sequentially coupled to a predetermined operation chamber,
Each of the predetermined operation chambers can generate elements of force (FA, FB, FC, FD) corresponding to a predetermined pressure level of the charging circuits (HPi, HPia, LPi, LPia) to be coupled to the operation chamber - each element of the force produces at least one of the total moments jointly with the elements of the force produced by the other actuating chambers of the actuator or actuator unit .
제36항에 있어서, 상기 회전 장치는 적어도 4개의 상기 액추에이터들 또는 액추에이터 유니트들과 적어도 4개의 상기 소정의 작동 챔버들을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.37. The rotary apparatus according to claim 36, wherein the rotating device comprises at least four of the actuators or actuator units and at least four of the predetermined operating chambers. 제 36항 또는 제 37항에 있어서, 상기 소정의 작동 챔버들의 유효 영역들의 비율들은 수열 NM에 따라 정해지며, 여기에서 N은 상기 충전 회로들의 수이고, M은 상기 소정의 작동 챔버들의 수이고, N 과 M은 모두 정수들임을 특징으로 하는 회전 장치.37. The method according to claim 36 or 37, wherein the ratios of the effective areas of the predetermined working chambers are determined according to the sequence N M , wherein N is the number of the charging circuits, M is the number of the predetermined working chambers , N and M are integers. 제36항에 있어서, 상기 회전 장치는, 회전 장치의 힘을 제어하도록 제공되고, 상기 제어 회로 (40)를 제어하도록 구성되며, 생성될 총 모멘트에 대한 기준값 (31)을 입력으로서 가지는 적어도 하나의 제어기 (24)를 구비하며; 상기 제어기는, 생성된 힘의 요소들이 상기 기준값 (31)에 부합 또는 밀접히 관련된 총 모멘트를 생성하도록, 매 순간마다, 상기 제어 회로 (40)에 의해 만들어진 커플링을 제어하도록 추가 구성된 것을 특징으로 하는 회전 장치.37. The apparatus of claim 36, wherein the rotating device is adapted to control the force of the rotating device, and is configured to control the control circuit (40), wherein at least one A controller (24); Characterized in that the controller is further configured to control the coupling made by the control circuit (40) at every moment so that the elements of the generated force produce a total moment that is in close or close relation to the reference value (31) Rotating device. 제36항에 있어서, 상기 소정의 작동 챔버들중 적어도 하나는, 부하의 피봇 운동중에, 유압력을 생성하여 상기 충전 회로들중 하나에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전 장치.37. The rotary apparatus of claim 36, wherein at least one of the predetermined operating chambers is configured to generate and supply hydraulic pressure to one of the charging circuits during a pivoting movement of the load. 부하에 유효한 힘의 합 (Fcyl)을 생성할 수 있는, 적어도 하나의 액추에이터 (23) 또는 액추에이터 유니트; 및
변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 위치되는 적어도 두개의 작동 챔버들 을 구비하며,
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia);
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia);
상기 작동 챔버들에 속하는 적어도 두개의 소정의 작동 챔버들(19, 20, 21, 22);
상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를, 소정의 각 작동 챔버 (19, 20, 21, 22)에 차례로 결합하는 제어 회로 (40);
상기 고압력의 충전 회로 (HPi, HPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 소정의 각 작동 챔버를 위한 제1 제어가능한 제어 인터페이스 (9); 및
상기 제1 제어가능한 제어 인터페이스(9)에 독립되고, 상기 저압력의 충전 회로 (HPi, HPia) 로의 연결을 개방 또는 폐쇄할 수 있는, 소정의 각 작동 챔버를 위한 제2 제어가능한 제어 인터페이스 (10);를 구비하는 가압 매체 시스템에서,
소정의 각 작동 챔버 (19, 20, 21, 22)에, 상기 소정의 작동 챔버에 결합될 충전 회로들 (HPi, HPia, LPi, LPia)의 소정 압력 레벨들에 대응하는 힘의 요소들 (FA, FB, FC, FD)을 생성하는 단계; 및
각 힘의 요소로, 다른 작동 챔버들에 의해 생성된 힘의 요소들과 합동으로 상기 힘의 합들중 적어도 하나를 생산하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 매체 시스템에서의 방법.
At least one actuator (23) or actuator unit capable of producing a sum (Fcyl) of forces effective to the load; And
At least two working chambers which are operated by a displacement principle and which are located in the actuator or actuator unit,
At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least two predetermined operating chambers (19, 20, 21, 22) belonging to said operating chambers;
Wherein at least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia are coupled to each of the predetermined operation chambers 19, 20, 21 and 22 A control circuit (40);
A first controllable control interface (9) for each of the predetermined operating chambers, capable of opening or closing a connection to the high-pressure charging circuits (HPi, HPia); And
A second controllable control interface (10) for each of the predetermined operating chambers, which is independent of the first controllable control interface (9) and which is capable of opening or closing a connection to the low pressure charging circuits (HPi, HPia) In the pressurized medium system,
(FE) corresponding to predetermined pressure levels of the charging circuits (HPi, HPia, LPi, LPia) to be coupled to the predetermined operation chambers are provided in each of the predetermined operation chambers 19, 20, , FB, FC, FD); And
And producing, as an element of each force, at least one of said forces sums together with the elements of force generated by the other actuation chambers.
제41항에 있어서, 상기 시스템은 또한,
상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 의해 생성된 힘의 합을 제어하고, 상기 제어 회로 (40)를 제어하도록 배치되며, 생성될 힘의 합에 대한 기준값 (31), 부하의 가속도, 부하의 속도 또는 부하의 위치를 입력으로서 가지는 적어도 하나의 제어기 (24)를 구비하며;
상기 방법은
상기 제어기를 사용하여, 생성된 힘의 요소들이 상기 기준값 (31)에 부합 또는 밀접히 관련된 힘의 합을 생성하도록, 매 순간마다, 상기 제어 회로 (40)에 의해 만들어진 커플링을 제어하는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
42. The system of claim 41,
A control means for controlling the sum of the forces generated by the actuator or actuator unit and for controlling the control circuit, the control means comprising a reference value for a sum of forces to be generated, an acceleration of the load, And at least one controller (24) having a position as input;
The method
Using the controller, the step of controlling the coupling created by the control circuit (40) at every moment is added so that the forces of the generated force produce a sum of forces that are in close or closely related relation to the reference value . ≪ / RTI >
부하에 유효한 힘의 합 (Fcyl)을 생성할 수 있는, 적어도 하나의 액추에이터 (23) 또는 액추에이터 유니트; 및
변위 원리에 의해 작동하고 상기 액추에이터 또는 액추에이터 유니트에 위치되는 적어도 두개의 작동 챔버들 을 구비하며,
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 고압력의 적어도 하나의 충전 회로 (HPi, HPia);
소정의 압력 레벨에서 체적 유량을 생산하고 수신할 수 있는, 유압력의 소스인, 저압력의 적어도 하나의 충전 회로 (LPi, LPia);
상기 작동 챔버들에 속하는 적어도 두개의 소정의 작동 챔버들(19, 20, 21, 22);
상기 고압력의 충전 회로들(HPi, HPia) 중 적어도 하나와 상기 저압력의 충전 회로들(LPi, LPia) 중 적어도 하나를, 소정의 각 작동 챔버 (19, 20, 21, 22)에 차례로 결합하는 제어 회로 (40)를 구비하며, 대응 하는 힘의 요소들은 소정의 각 작동 챔버에서 생성되는 것을 특징으로 하는 가압 매체 시스템의 제어를 위한 제어기에서,
상기 제어기는,
생성될 힘의 합에 대한 기준값 (31), 부하의 가속도, 부하의 속도 또는 부하의 위치인 입력를 기초로 상기 제어 회로 (40)를 제어하고;
상기 소정의 작동 챔버들이 상기 기준값 (31)에 부합 또는 밀접히 관련된 힘의 합을 생성하도록, 매 순간마다, 상기 제어 회로 (40)에 의해 만들어진 커플링을 제어하여, 몇 개의 생성된 힘의 요소들의 조합으로 상기 힘의 합을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가압 매체 시스템의 제어를 위한 제어기.
At least one actuator (23) or actuator unit capable of producing a sum (Fcyl) of forces effective to the load; And
At least two working chambers which are operated by a displacement principle and which are located in the actuator or actuator unit,
At least one charging circuit (HPi, HPia) of high pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least one charging circuit (LPi, LPia) of low pressure, which is a source of oil pressure, capable of producing and receiving a volumetric flow rate at a predetermined pressure level;
At least two predetermined operating chambers (19, 20, 21, 22) belonging to said operating chambers;
Wherein at least one of the high-pressure charging circuits HPi and HPia and at least one of the low-pressure charging circuits LPi and LPia are coupled to each of the predetermined operation chambers 19, 20, 21 and 22 Characterized in that it comprises a control circuit (40), wherein corresponding elements of force are generated in a respective respective actuating chamber, characterized in that in the controller for the control of the pressurized medium system,
The controller comprising:
Controlling the control circuit (40) based on a reference value (31) for the sum of the forces to be generated, an acceleration of the load, a speed of the load or an input of the load;
Controlling the coupling created by the control circuit 40 at every moment to cause the predetermined operating chambers to produce a sum of forces that are in conformity with or closely related to the reference value 31, And to generate a sum of said forces in combination.
제43항에 있어서, 상기 제어 회로 (40)의 상태들은 상기 제어기에 저장되며, 각 상태는 하나의 힘의 합을 생성하는 상기 제어 회로의 커플링을 나타내며, 상기 제어기는, 생성될 힘의 합들의 점진적인 순서에 비례적으로 대응하는 순서로 제어 회로의 상태를 설정하도록 구성되어 있고, 상기 제어기의 출력은, 각 부하 상황에서 상기 기준값 (31)에 대응하는 상태로 상기 제어 회로를 설정하기 위해 상기 제어 회로에 주어지는 제어값들 (37, 39)임을 특징으로 하는 제어기.44. The method of claim 43, wherein the states of the control circuit (40) are stored in the controller, each state representing a coupling of the control circuit generating a sum of one force, And the output of the controller is configured to set the state of the control circuit in a state corresponding to the reference value (31) in each load situation And control values (37, 39) given to the control circuit. 제 43항 또는 제 44항에 있어서, 상기 소정의 작동 챔버들의 상태들은 상기 제어기에 저장되며, 각 상태는 하나의 힘의 합을 생성하는 액추에이터의 작동 챔버들의 커플링들과, 생성될 힘 합들의 점진적인 순서에 비례적으로 대응하는 순서로 조정된, 그들에 대응하는 제어값들을 나타내는 것을 특징으로 하는 제어기.44. A method as claimed in claim 43 or claim 44, wherein the states of the predetermined operating chambers are stored in the controller, wherein each state includes couplings of actuating chambers of the actuators producing a sum of forces, Wherein the control values correspond to the control values adjusted in a corresponding order proportional to the progressive order.
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